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光重合を利用した新たな分子配向技術の構築と光学機能フィルムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 17J09899
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能物性化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

久野 恭平  東京工業大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードフレキシブル材料 / 分子配向 / パターニング / 光重合 / 分子拡散 / 光機能 / 偏光変換
研究実績の概要

本研究は,二次元分子配向パターンの一段階形成が可能となる新規な分子配向技術「動的光重合法」の開発および新規光学機能フィルムの創製を目標としている。これまでも,光学機能フィルムの創製を目指し,有機合成的アプローチにより多種多様な機能分子が合成されてきた。しかしながら,材料の機能化において重要な分子配向の開発は黎明期にあり,自在かつ微細な二次元分子配向を大面積でパターン化することは困難であった。そこで本年度は,新たに見出した分子拡散に基づく分子配向を利用して,多彩な分子配向制御による光学機能材料の創製について検討した。
はじめに,表面処理などを一切施さない基板を用いて,フォトマスクを介して光重合を施したところ,光照射領域境界において分子が拡散し,拡散方向と平行に分子が配向した。この知見に基づき,フォトマスクの空間形状を設計したところ,一次元および二次元の分子配向制御に成功した。放射状の分子配向に関しては2マイクロメートルまで微細化でき,従来の光配向法と比較して,1/100,000ほどの解像度であった。さらに,適用できる化学種(分子骨格や重合反応の種類)の制限が極めて少ないことがわかった。
ついで,重合過程において光を動かすことにより,光移動に追随する形で分子配向が大面積化できた。マスクを利用せずに多彩な光学パターンが照射可能な新たな光重合装置を用いたところ,照射光パターンに応じて微細な二次元分子配向パターン(放射状や同心円,面内らせん配向また文字に沿った複雑な分子配向)が一段階で大面積に形成できた。作製したフィルムの光機能を評価したところ,従来技術では発現困難な特異な偏光変換や光回折機能を有することが明らかとなった。
本研究で開発した動的光重合法は,重合可能な材料系や基板の選択肢が極めて広く,多彩な配向パターンを付与できるため,様々な機能性ソフトマテリアル創製の基盤技術となり得る。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] マギル大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Scanning wave photopolymerization enables dye-free alignment patterning of liquid crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Hisano Kyohei、Aizawa Miho、Ishizu Masaki、Kurata Yosuke、Nakano Wataru、Akamatsu Norihisa、Barrett Christopher J.、Shishido Atsushi
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 3 号: 11

    • DOI

      10.1126/sciadv.1701610

    • 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
  • [学会発表] Scanning Wave Photopolymerization Controlling Two-Dimensional Molecular Alignment for Photonic Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Hisano, Norihisa Akamatsu, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      7th International Symposium on Functionalization and Applications of Soft/Hard Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Masked Photo-Polymerization Inscribes Two-Dimensional Molecular Ordering in Liquid Crystal Polymer Films for Photonic Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Hisano, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      The Sixth International Education Forum on Environment and Energy Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-dimensional molecular ordering in liquid crystal polymer films directed by masked photo-polymerization2017

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Hisano, Miho Aizawa, Masaki Ishizu, Christopher Barrett, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      254th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非偏光による大面積二次元分子配向パターニングと光物性解析2017

    • 著者名/発表者名
      久野 恭平, 赤松 範久, 宍戸 厚
    • 学会等名
      成形加工シンポジア'17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 光学樹脂の屈折率、複屈折制御技術と応用事例2017

    • 著者名/発表者名
      久野 恭平, 宍戸 厚
    • 総ページ数
      532
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 液晶表示素子の製造方法及び液晶表示素子の製造装置2017

    • 発明者名
      矢野 智広,近藤 史尚,宍戸 厚,久野 恭平,相沢 美帆
    • 権利者名
      矢野 智広,近藤 史尚,宍戸 厚,久野 恭平,相沢 美帆
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 光学異方性高分子膜,有機EL表示装置及び液晶表示装置の製造方法2017

    • 発明者名
      河村 丞治,佐藤 治,奥野 晴美,宍戸 厚,久野 恭平
    • 権利者名
      河村 丞治,佐藤 治,奥野 晴美,宍戸 厚,久野 恭平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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