• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

電子線で回転するソフトクリスタル:構造とメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 16K13867
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関早稲田大学

研究代表者

多辺 由佳  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50357480)

研究分担者 杉澤 進也  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (90732743)
坊野 慎治  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (60778356)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード電子線による一方向回転 / 電荷移動液晶 / 自発的な対称性の破れ / 超分子モーター / 電荷移動高秩序液晶 / 電子線駆動回転 / 自発的な鏡面対称性の破れ / 交互積層分子配置 / 電子線によるトルク発生 / ソフトマター非平衡構造 / 電荷移動型液晶 / 低速電子顕微鏡
研究成果の概要

プロペラ構造(カイラリティ)を持たない電荷移動型液晶(電荷を授受する2種分子からなる液晶)の薄膜に低エネルギー電子線を照射すると、液晶膜の小片が一方向に回転する。この回転機構を解明すべく、液晶の構造解析と回転挙動の詳細を調べた。放射光X線回折実験により、液晶を構成する2種分子が交互に配置して矢筈格子を形成することを初めて明らかにした。一方、回転の速さは電子線の強度および2分子間の移動電荷量に比例に近い依存性を示した。これらの結果、2種分子の交互配置と電子線透過がカイラリティを発現させ、さらに電子線が分子間の電荷移動バランスを崩したことがトルク発生につながったと考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電荷移動を生じる2種分子を混合したとき、高秩序液晶相が発現することは以前から知られていたが、最も結晶に近いSmE相と呼ばれる液晶相において、2分子が交互に配置して矢筈格子を形成していることを明らかにした。この交互配置は、液晶で初めて見つかった構造である。さらに、この構造と線形流の組み合わせが自発的なカイラリティを生ぜしめることを示した。2種分子の配置によるプロペラ構造の発現、さらにこれを電子線照射で回す、という例はこれまでになく、新しいタイプの超分子モーターへの応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Photo-Controllable Rotation of Cholesteric Double-Twist Cylinders2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Bono, Yuji Maruyama, Yuka Tabe
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 39-45

    • DOI

      10.1080/15421406.2019.1581703

    • NAID

      130008148179

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unusual Molecular Diffusion in an Induced SmA Phase Composed of Charge-Transferred Liquid Crystalline Mixtures2019

    • 著者名/発表者名
      Shoyo Takei Eiji Matsui, Yuka Tabe
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 4 ページ: 044602-044602

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.044602

    • NAID

      40021866642

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation and dynamics of the aggregates of cholesteric double-twist cylinders2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Bono, Yuji Maruyama, Yuka Tabe
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 14 号: 48 ページ: 9798-9805

    • DOI

      10.1039/c8sm01565a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Concentric Silica Nanogrooves Guided by the Curved Surface of Silica Particles2018

    • 著者名/発表者名
      Hara Shintaro、Hirota Keiya、Tabe Yuka、Wada Hiroaki、Shimojima Atsushi、Kuroda Kazuyuki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 4 ページ: 1733-1741

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b03777

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unidirectional rotation of cholesteric droplets driven by UV-light irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Bono Shinji、Sato Sayumi、Tabe Yuka
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 13 号: 37 ページ: 6569-6575

    • DOI

      10.1039/c7sm00982h

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unidirectional Heat Transport Driven by Rotating Cholesteric Droplets2017

    • 著者名/発表者名
      Sayumi Sato, Shinji Bono and Yuka Tabe
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 86 号: 2 ページ: 023601-023601

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.023601

    • NAID

      40021098340

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rigid-body Rotations of Chiral and Achiral Liquid Crystalline Droplets Driven by Linear Fluxes2018

    • 著者名/発表者名
      Yuka Tabe
    • 学会等名
      Soft Matter Physics: from the perspective of the essential heterogeneity
    • 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] Heat-driven rotation of double-twist cylinder2018

    • 著者名/発表者名
      Yuka Tabe
    • 学会等名
      The 9th Italian-Japanese Workshop on Liquid Crystals
    • 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] A thermomechanical coupling in cholesteric liquid crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Yuka Tabe
    • 学会等名
      The 13th International Meeting on Thermodiffusion
    • 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] Unidirectional Rotation of Double-Twist Cholesteric Cylinders Driven by Heat Flux2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Bono, Yuji Maruyama, Yuka Tabe
    • 学会等名
      The 27th International liquid crystal conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-induced Response of the Induced Smectic Phase2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kuroda, Yuka Tabe
    • 学会等名
      The 27th International liquid crystal conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子線照射により駆動される液晶性Soft Crystalの回転現象2017

    • 著者名/発表者名
      杉澤進也
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotation of Nonchiral Soft Crystal by Electron Beam Irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      多辺由佳
    • 学会等名
      The 7th Toyota RikenWorkshop, CHIRALITY IN SOFT MATTER
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電荷移動スメクチックE相の光誘起ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      黒田慎二、多辺由佳
    • 学会等名
      2017年度日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘起高秩序液晶相におけるキャリア輸送特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      竹井翔洋、多辺由佳
    • 学会等名
      2017年度日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Unidirectional Rotation of an Achiral Soft Crystal Driven by Low-energy Electron-beam2017

    • 著者名/発表者名
      多辺由佳
    • 学会等名
      Chirality 2017: ISCD-29
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電子線照射により駆動される液晶性Soft Crystalの回転現象2017

    • 著者名/発表者名
      杉澤進也、多辺由佳
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotation of Soft Crystal by Electron-Beam Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Shin-ya Sugisawa
    • 学会等名
      26th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Kent, USA
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow-driven rotations of achiral 2D crystals and chiral nematic droplets embedded in liquid films2016

    • 著者名/発表者名
      Yuka Tabe
    • 学会等名
      26th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Kent, USA
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi