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疎水界面における分子間相互作用の制御に基づく新規機能性材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 16H06035
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 機能物性化学
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 喜光  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00531071)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード自己組織化単分子膜 / 液晶材料 / 超分子ポリマー / 超分子重合 / 水チャネル / フッ素 / ナノチャネル / 機能性単分子膜 / 超分子 / 超分子化学
研究成果の概要

界面における分子間の相互作用がもたらす効果は材料物性に大きな影響がある。しかし、界面における分子間相互作用は溶液状態のそれとは大きく異なるため、界面における様々な現象の理解と制御は困難であった。我々は、生体分子を模倣した自己組織化単分子膜(SAM)を利用することによりイオン結合がナノスケールで近接する疎水界面によって増強され、かつこの結合を電場によって変化させる事にも成功している。本研究では、この知見を生かし、疎水界面における分子の遅いコンホメーション変化の発見、多重な応答性を示すハイブリッドカラムナー液晶の開発、世界初のヘテロキラル超分子ポリマーの開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は分子間相互作用に関わる種々の分野の基礎科学に対して大きく貢献するものである。自己組織化単分子膜を用いた研究では、疎水表面上の分子運動に対する新しい知見を与え、生体分子による会合のkineticsに対する新な視点を与えた。また、これまで多機能液晶を実現するには一つの分子内に多機能性を持たせる必要があったが、本研究により単純な混合によってそれが実現可能出あることが示された。これは液晶材料の可能性を大きく広げる成果である。ヘテロキラル超分子ポリマーの研究では、これまで限られた種類の結合様式しかなかった超分子ポリマーに対して、新たなパーツを提供した。これにより超分子ポリマーの多様性が向上した。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2022 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 13件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 延世大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhancement of superconducting transition temperature in FeSe electric-double-layer transistor with multivalent ionic liquids2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Miyakawa, Junichi Shiogai, Sunao Shimizu, Michio Matsumoto, Yukihiro Ito, Takayuki Harada, Kohei Fujiwara, Tsutomu Nojima, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida, Yoshihiro Iwasa, Atsushi Tsukazaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Materials

      巻: 2 号: 3 ページ: 031801-031801

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.2.031801

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox-Responsive Chiral Dopant for Quick Electrochemical Color Modulation of Cholesteric Liquid Crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Shoichi、Itoh Yoshimitsu、Tanaka Hiroyuki、Araoka Fumito、Aida Takuzo
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 35 ページ: 10946-10949

    • DOI

      10.1021/jacs.8b06323

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Jumping Crystals of Pyrene Tweezers: Crystal-to-Crystal Transition Involving π/π-to-CH/π Assembly Mode Switching2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Shibuya, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 12 号: 7 ページ: 811-815

    • DOI

      10.1002/asia.201700083

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Energetics of Baird aromaticity supported by inversion of photoexcited chiral [4n]annulene derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda Michihisa、Jorner Kjell、Sung Young Mo、Mori Tadashi、Xiao Qi、Kim Dongho、Ottosson Henrik、Aida Takuzo、Itoh Yoshimitsu
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 8 号: 1 ページ: 346-346

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00382-1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exceptionally High Electric Double Layer Capacitances of Oligomeric Ionic Liquids2017

    • 著者名/発表者名
      M. Matsumoto, S. Shimizu, R. Sotoike, M. Watanabe, Y. Iwasa, Y. Itoh, T. Aida
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 45 ページ: 16072-16075

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09156

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 111)Fluorous Synthetic Channels Enabling Both Ultrafast Water Permeation and High Salt Reflection.2022

    • 著者名/発表者名
      Shuo CHEN, Yoshimitsu ITOH, Ryota HIRAHARA, Takeshi KONDA, Tsubasa AOKI, Kohei SATO, Takuzo AIDA
    • 学会等名
      日本化学会第102回春期年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Supramolecular Polymerization of Chiral Antiaromatic Compounds and Their Light-induced Chiral Amplification.2019

    • 著者名/発表者名
      上田倫久、伊藤喜光、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第99回春期年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Crosslinkers for Construction of Superlattices Composed of Metal and Semiconducting Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      青木翼、上田倫久、劉利明、伊藤喜光、石田康博、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第99回春期年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Modular Approach to Optoelectrically Responsive Columnar Coassembly2019

    • 著者名/発表者名
      矢野慧一、伊藤喜光、荒岡史人、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第99回春期年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Nanoscale Interactions of Hydrophobic Functional Groups on Anomalous Molecular Dynamics in Water2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤喜光、Tengfei Fu、Xing Hao、Eric Silver、Shuo Chen、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第99回春期年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rapid and Reversible Modulation of Reflection Colors of Cholesteric Liquid Crystals by Electrochemical Reactions2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤喜光、徳永翔一、相田卓三
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ring Inversion Kinetics of Photoexcited Chiral [4n]Annulene Derivatives: Energetic Impact of Baird Aromaticity2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Ueda, Kjell Jorner, Young Mo Sung, Tadashi Mori, Dongho Kim, Henrik Ottosson, Takuzo Aida, Yoshimitsu Itoh
    • 学会等名
      24th IUPAC Conference on Physical Organic Chemistry (ICPOC24)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electro-Responsive Chiral Dopants for Color-Modulable Cholesteric Liquid Crystals.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh, Shoichi Tokunaga, Takuzo Aida
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical Modulation of Liquid Crystalline Molecular Assembly.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh
    • 学会等名
      International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energetic Impact of Baird Aromaticity on Molecular Dynamics.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh
    • 学会等名
      Aromaticity 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrically Responsive Chiral Dopants for the Modulation of Cholesteric Reflection Colors.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh, Shoichi Tokunaga, Takuzo Aida
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] キラルな[4n]アヌレンコアを有する一次元超分子集合体の設計と物性2018

    • 著者名/発表者名
      上田倫久、伊藤喜光、相田卓三
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Magneto-Responsive Hybrid Core-Shell Columnar Liquid Crystals Bearing Organic Radicals.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hanebuchi, Keiichi Yano, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hierarchical Coassembly of Rod and Disk Molecules into Hybrid Core-Shell Columnar Liquid Crystals.2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Yano, Yoshimitsu Itoh, Fumito Araoka, Takuzo Aida
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フッ素化された自己組織化ナノチューブによる超高速水輸送2018

    • 著者名/発表者名
      平原亮太、誉田剛士、佐藤浩平、伊藤喜光、相田卓三
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多価大環状イオン液体の設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      石井大雅、伊藤喜光、相田卓三
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Anomalously Slow Hydration Kinetics of a Hydrophobic Self- Assembled Monolayer in Water.2018

    • 著者名/発表者名
      Tengfei Fu, Xing Hao, Eric Silver, Shuo Chen, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unique Chiroptical Properties of Helically Assembled Chiral [4n] annulenes.2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Ueda, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crown-Shaped Oligothiophenes as Potential Surface Modifiers.2018

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Aoki, Michihisa Ueda, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Studies on optical behaviors of noncovalent columnar liquid crystalline co-assemblies of disc- and rod-shaped molecules.2018

    • 著者名/発表者名
      Xujie Zhang, Keiichi Yano, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フッ素化された超大環状化合物の合成と物質輸送を指向した一次元自己組織化2018

    • 著者名/発表者名
      平原亮太、誉田剛士、佐藤浩平、伊藤喜光、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第98回春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] Unique Molecular Behaviors on Hydrophobic Interface: Investigations using Biomimetic Self-Assembled Monolayers2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤喜光、Xing Hao、Eric Silver、Tengfei Fu、Shuo Chen、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第98回春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] Photo-responsive Chiral Inversion Behavior of [4n] annulene Derivatives based on Excited-state Aromaticity2018

    • 著者名/発表者名
      上田倫久、Kjell Jorner、Young Mo Sung、森直、Dongho Kim、Henrik Ottosson、相田卓三、伊藤喜光
    • 学会等名
      日本化学会第98回春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Integrated Supramolecular Polymerization in Liquid Crystalline Media (1): Emergence of Columnar Coassemblies and Chiral Self-Sorting Phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      矢野慧一、伊藤喜光、荒岡史人、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第98回春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Integrated Supramolecular Polymerization in Liquid Crystalline Media (2): Emergence of Radical Columnar Coassemblies and their Magnetic Switching2018

    • 著者名/発表者名
      羽根渕高弘、矢野慧一、伊藤喜光、相田卓三
    • 学会等名
      日本化学会第98回春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Unique Molecular Behaviors on Hydrophobic Surface: Investigations using Biomimetic Interface2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh, Xing Hao, Eric Silver, Shuo Chen, Takuzo Aida
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 速電場配向を実現するハイブリッドカラムナー液晶: (1) 棒状液晶分子から成るカラムナー液晶2017

    • 著者名/発表者名
      矢野慧一、伊藤喜光、荒岡史人、相田卓三
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高速電場配向を実現するハイブリッドカラムナー液晶: (2) 二方向への高速電場配向2017

    • 著者名/発表者名
      矢野慧一、伊藤喜光、荒岡史人、相田卓三
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高速電場配向を実現するハイブリッドカラムナー液晶: (3) 異方的磁気物性に向けた有機ラジカルの導入2017

    • 著者名/発表者名
      羽根渕高弘、矢野慧一、伊藤喜光、荒岡史人、相田卓三
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Accelerated Ring Inversion of a [4n]annulene Derivative by Photo-stabilization of its Planar Transition State2017

    • 著者名/発表者名
      上田倫久、Kjell Jorner、Young Mo Sung、森直、Dongho Kim、Henrik Ottosson、伊藤喜光、相田卓三
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光励起状態におけるキラル[4n]アヌレン類の環反転挙動: Baird 芳香族性のエネルギー論2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤喜光、上田倫久、Kjell Jorner、Young Mo Sung、森直、Dongho Kim、Henrik Ottosson、相田卓三
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Ion Pairing Strength by Hydrophobic Interface in Subnanoscale Distance2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh, Shuo Chen, Takuzo Aida
    • 学会等名
      Biophysical Society 61st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultrafast Water Transport via Self- Assembled Fluorous Nanochannel2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh, Takeshi Konda, Kohei Sato, Takuzo Aida
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Liquid Crystals)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale Interactions at Self-Assembled Monolayers (1): Hydrophobic Modulation of Salt Bridges2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshimitsu Itoh, Shuo Chen, Takuzo Aida
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Nanoscale Interactions at Self-Assembled Monolayers (2): Investigation of Surface Wetting Kinetics2016

    • 著者名/発表者名
      Eric Scott Silver, Hao Xing, Shuo Chen, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-01-30  

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