| 研究課題/領域番号 |
17H03107
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
有機・ハイブリッド材料
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
小島 秀子 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, その他(招聘研究員) (20304644)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | メカニカル結晶 / 有機結晶 / 光異性化 / 相転移 / 光熱効果 / 固有振動 / 光トリガー相転移 / 高速屈曲 / 結晶 / メカニカル機能 / アクチュエータ / ロボット / ロボット結晶 / 熱相転移 / ソフトロボット / 分子結晶 / 分子機械 |
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| 研究成果の概要 |
光や熱などの外部刺激によってメカニカルに動く有機結晶材料は、ソフトロボットなどへの応用が期待されている。本研究の目的は熱と光で自在に動くロボット結晶の開発であった。研究成果は、熱相転移によりロボットのように移動する結晶の移動機構を解明したこと、結晶の新しい光トリガー相転移現象の発見し機構を解明したこと、光熱効果による結晶の高速屈曲の発見と機構解明、および固有振動による結晶の高速屈曲の発見である。これまでメカニカル結晶の駆動機構は光異性化、相転移に限られてきたが、新たな駆動機構として殆どの結晶に起きる光熱効果と固有振動を加えることができ、メカニカル結晶の可能性を大きく拡大できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱相転移による結晶移動、光トリガー相転移、光熱効果による高速屈曲、固有振動による高速屈曲はいずれも初めての発見である。これまでメカニカル結晶の大部分は光異性化に基づいていたが、光異性化は限られた結晶にしか起きない、分厚い結晶は屈曲しない、屈曲が遅いなどの難点があった。光熱効果と固有振動は共に殆どの物質に起きる物理現象のため、あらゆる結晶を高速で動かすことができ、光異性化、相転移では望めなかった多種多様なメカニカル結晶を開発できる可能性がある。将来、従来の金属部品を組み合わせた硬くて重いロボットではなく、柔らかくて軽いソフトロボットが実現し、人々の生活の向上に貢献できると期待される。
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