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ずれ応力を利用した波長可変固相フォトクロミズムの創成

研究課題

研究課題/領域番号 17K05841
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関山陽小野田市立山口東京理科大学

研究代表者

井口 眞  山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (80291821)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードずれ応力・剪断応力 / 静水圧・高圧 / フォトクロミズム / ジアリールエテン / スピロピラン / ペンタセン / クリスタルバイオレットラクトン / メカノケミストリー / 高圧実験 / 多環式芳香族炭化水素 / 光異性化 / 赤外ラマンスペクトル / 化学結合の制御 / ずれ応力 / 剪断応力 / メカノクロミズム / 光学スペクトル / 発光スペクトル / ラマンスペクトル / 分子性固体 / 光機能性
研究成果の概要

ジアリールエテン結晶は紫外光照射によって青や赤色に変化するフォトクロミズムを示す。この色変化はずれ応力(剪断応力)を加えると可視光で起こることを見出していた。本研究では,4種の結晶についてこの現象を観察できる応力の強さと光の波長の関係を示す図を作成した。この結晶の色変化には構成分子の化学結合の開裂と生成が関係しており,図示した条件内で光の波長を変えることで化学結合を制御できることを示すものである。また,ずれ応力による化学結合の制御の可能性を探るために,スピロピラン,ペンタセン,クリスタルバイオレットラクトンのずれ応力効果を光学スペクトルから調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

通常のフォトクロミズムは紫外光と可視光を用いる可逆的な色変化である。本研究は,その光の波長をずれ応力によって自在に変え,同一波長の可視光によるフォトクロミズムなどの従来にはない現象を提示した。本研究は,応力の基本である圧力とずれ応力に着目し,その効果を利用した化学結合の制御の可能性を示しており,従来は知られていない「力学的エネルギー」を「化学エネルギー」に変換する方法に発展する可能性がある。また,乳鉢やボールミルによる複雑な応力作用と摩擦熱を用いる「メカノケミストリー」とは一線を画するものである。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Photochromic nafion films containing cationic diarylethenes2020

    • 著者名/発表者名
      Funasako Yusuke、Konishi Shohei、Inokuchi Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 402 ページ: 112831-112831

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2020.112831

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Photochromic Properties, and Crystal Structures of Salts Containing a Pyridinium-Fused Spiropyran: Positive and Negative Photochromism in the Solution and Solid State2020

    • 著者名/発表者名
      Funasako Yusuke、Miyazaki Haruka、Sasaki Takuro、Goshima Kenta、Inokuchi Makoto
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 124 号: 33 ページ: 7251-7257

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.0c04994

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-State Photochromism of Salts of Cationic Spiropyran with Various Anions: A Correlation between Reaction Cavity Volumes and Reactivity2019

    • 著者名/発表者名
      Funasako Yusuke、Ason Morihiro、Takebayashi Jun-ichiro、Inokuchi Makoto
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 19 号: 12 ページ: 7308-7314

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.9b01185

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ずれ応力と圧力を利用した物質化学2018

    • 著者名/発表者名
      井口眞
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 66 ページ: 220-223

    • NAID

      130007641137

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ずれ応力によるペンタセン分子の結合状態変化2022

    • 著者名/発表者名
      吉岡 采, 井口 眞, 舟浴 佑典
    • 学会等名
      2022日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ずれ応力によるスピロピランの開環体の誘起と安定性2022

    • 著者名/発表者名
      河村光紀, 井口 眞, 舟浴 佑典
    • 学会等名
      2022日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ずれ応力によるクリスタルバイオレットラクトンの化学結合の開裂と制御2022

    • 著者名/発表者名
      服部 聖也, 高垣 早那, 井口 眞, 舟浴 佑典
    • 学会等名
      2022日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 圧力を用いた結晶内空間の変化によるスピロピラン塩のフォトクロミズム制御2022

    • 著者名/発表者名
      舟浴 佑典, 伊藤 友理香, 阿孫 壮大, 井口 眞
    • 学会等名
      2022日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ペンタセン薄膜に対するずれ応力効果2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡 采, 井口 眞, 舟浴 佑典
    • 学会等名
      2021日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 赤外分光法を用いたニトロスピロピランのずれ応力効果の評価2021

    • 著者名/発表者名
      河村光紀, 井口 眞, 舟浴 佑典
    • 学会等名
      2021日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] クリスタルバイオレットラクトンのずれ応力によるクロミズム2021

    • 著者名/発表者名
      服部 聖也, 高垣 早那, 井口 眞, 舟浴 佑典
    • 学会等名
      2021日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 顕微分光法を用いたジアリールエテン結晶のずれ応力下における光異性化条件の精密化2020

    • 著者名/発表者名
      酒井 智隆, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      2020年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々のアニオンを有するスピロピラン塩における結晶フォトクロミズムと反応空間体積の相関2020

    • 著者名/発表者名
      舟浴 佑典, 阿孫 壮大, 竹林 潤一郎, 井口 眞
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スピロピラン結晶が示す光異性化の反応空間に対する圧力効果2020

    • 著者名/発表者名
      阿孫 壮大, 竹林 潤一郎, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々のジアリールエテンのずれ応力下における光異性化条件の解明2020

    • 著者名/発表者名
      酒井 智隆, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Solid-State Photochromism of Diarylethenes Induced by Shear Stress2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto Inokuchi
    • 学会等名
      13th Japan-China Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ジアリールエテンのフォトクロミズムにおける励起波長のずれ応力依存性2019

    • 著者名/発表者名
      酒井 智隆, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スピロピラン結晶の光異性化反応における反応空間の影響2019

    • 著者名/発表者名
      阿孫 壮大, 竹林 潤一郎, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      2019年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジアリールエテン結晶のずれ応力下における光異性化条件の探索2019

    • 著者名/発表者名
      酒井 智隆, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      2019年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ずれ応力を用いたスピロピランの固相異性化と特異な発光挙動2019

    • 著者名/発表者名
      江口 潤, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオン性スピロピランを含むフォトクロミック結晶に対するアニオンと置換基の効果2019

    • 著者名/発表者名
      阿孫 壮大, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Red-shifted Photochromism of Diarylethenes Induced by Shear Stress2018

    • 著者名/発表者名
      M. Inokuchi
    • 学会等名
      The 8th TOYOTA RIKEN International Workshop on Organic Semiconductors, Conductors, and Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal Structure and Photochromic Behavior of Salts Containing Cationic Spiropyran2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ason, J. Takebayashi, Y. Funasako, M. Inokuchi
    • 学会等名
      The 8th TOYOTA RIKEN International Workshop on Organic Semiconductors, Conductors, and Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カチオン性スピロピランを含む塩の光異性化と結晶構造2018

    • 著者名/発表者名
      阿孫 壮大, 竹林 潤一郎, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオン性スピロピランを含む塩の合成と結晶構造2018

    • 著者名/発表者名
      阿孫 壮大, 竹林 潤一郎, 舟浴 佑典, 井口 眞
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Red-Shifted Photochromism of Diarylethenes Induced by Shear Stress2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Inokuchi, Takeshi Inoue, Hiroki Tomozawa, Yusuke Funasako
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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