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有機無機複合薄膜中での液晶相転移の実現と新規光ナノ材料プロセッシング

研究課題

研究課題/領域番号 18K14283
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

原 光生  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10631971)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードポリシロキサン / フォトポリマー / 吸湿 / 潮解 / 配向制御 / 液晶 / 自己集合 / リオトロピック液晶 / フォトリソグラフィ / パターニング / 湿度制御 / イオン性ポリシロキサン / ナノ構造 / 自己組織化 / 有機無機ハイブリッド / 湿度 / リソグラフィ / メソポーラスシリカ / 光固定 / 湿度応答 / ナノ材料 / X線散乱
研究成果の概要

直鎖状ポリシロキサンにイオン基を導入することで、吸湿性ポリシロキサンを合成した。このポリシロキサンとリオトロピック液晶を混合することで、通常は水などの溶媒中で操作するリオトロピック液晶相を基板上での湿度変化によって操作する、「湿度誘起相転移法」を開発した。これにより、液晶構造が膜内の狙った場所で湿度に応じて変化する新奇材料を創製するとともに、フォトリソグラフィの新たなモードの可能性を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来は溶媒中でのみ扱われてきたリオトロピック液晶を非水圏でも利用可能なことを実証し、液晶の新たな学理を構築した。さらにこの液晶操作を利活用することで、有機無機複合膜中でナノ構造を簡便に部分変換できるようになり、異種ナノ構造の共存やフォトパターニングが可能であった。自己集合構造を利用した有機無機複合ナノ構造の操作に調湿の概念を導入したことで、従来にないナノ造形が可能となり、新たなリソグラフィ法への展開が期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 2件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Visualizing the helical stacking of octahedral metallomesogens with a chiral coreVisualizing the helical stacking of octahedral metallomesogens with a chiral core2020

    • 著者名/発表者名
      G. Watanabe*, H. Watanabe, K. Suzuki, H. Yuge, S. Yoshida, T. Mandai, S. Yoneda, H. Sato, M. Hara*, J. Yoshida*
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 81 ページ: 12134-12137

    • DOI

      10.1039/d0cc05930g

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hexagonal ordering of racemic Ni(II) complexes in the interlayer space of a clay mineral2020

    • 著者名/発表者名
      J. Yoshida*, K. Tateyama, H. Yuge, M. Hara
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 73 ページ: 10670-10673

    • DOI

      10.1039/d0cc04977h

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-triggered large mass transport driven only by a photoresponsive surface skin layer2020

    • 著者名/発表者名
      Issei Kitamura, Keisuke Kato, Rafael Berk, Takashi Nakai, Mitsuo Hara, Shusaku Nagano, Takahiro Seki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 12664-12664

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical Photocomposition of Heteronanostructures in a Surfactant-Polysiloxane Hybrid Film toward Next-Generation Nanolithography2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hara, Naoyuki Wakitani, Atsuki Kodama, Shusaku Nagano, Takahiro Seki
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 2 号: 6 ページ: 2284-2290

    • DOI

      10.1021/acsapm.0c00253

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 湿度誘起相転移法を用いた有機無機複合リオトロピック液晶相の操作2020

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 関 隆広
    • 雑誌名

      液晶

      巻: 24 ページ: 106-111

    • NAID

      40022244102

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induction of Highly Ordered Smectic Phases in Side Chain Liquid Crystalline Polymers by Means of Random Copolymerization2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Imanishi, Yuki Nagashima, Keisuke Takishima, Mitsuo Hara, Shusaku Nagano, Takahiro Seki
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 号: 6 ページ: 1942-1949

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.9b02649

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermochromic behaviors and crystallinity estimations of poly(3-hexylthiophene) in fine nanoparticles prepared by reprecipitation method2019

    • 著者名/発表者名
      Kota Suetsugu, Mitsuo Hara, Shusaku Nagano, Keiji Shito, Toshimitsu Sato, Akito Masuhara, Takahiro Seki
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals,

      巻: 686 号: 1 ページ: 104-111

    • DOI

      10.1080/15421406.2019.1648044

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Molecular Orientation to Proton Conductivity in Sulfonated Polyimides with bent backbones2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagao, K. Ohno, S. Tsuyuki, K. Suetsugu, M. Hara, S. Nagano
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 686 号: 1 ページ: 84-91

    • DOI

      10.1080/15421406.2019.1648041

    • NAID

      120006891272

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photo-responsive dimension-controlled ion-pairing assemblies based on anion complexes of π-electronic systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yamakado Ryohei、Haketa Yohei、Hara Mitsuo、Nagano Shusaku、Seki Takahiro、Maeda Hiromitsu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 69 ページ: 10269-10272

    • DOI

      10.1039/c9cc05632g

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of High-Density Brush of Liquid Crystalline Polymer Block Associated with Dewetting Process on Amorphous Polymer Film2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Mukai, Mitsuo Hara, Shusaku Nagano, Takahiro Seki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 号: 32 ページ: 10397-10404

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b01689

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesostructure and orientation control of lyotropic liquid crystals in a polysiloxane matrix2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hara
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 51 号: 10 ページ: 989-996

    • DOI

      10.1038/s41428-019-0214-3

    • NAID

      40022176660

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Introducing planar hydrophobic groups into an alkyl-sulfonated rigid polyimide and how this affects morphology and proton conductivity2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagao, T. Tanaka, Y. Ono, K. Suetsugu, M. Hara, G. Wang, S. Nagano, T. Abe
    • 雑誌名

      Electrochim. Acta

      巻: 300 ページ: 333-340

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2019.01.118

    • NAID

      120007005276

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A High-Density Azobenzene Side Chain Polymer Brush for Azimuthal and Zenithal Orientational Photoswitching of a Nematic Liquid Crystal2019

    • 著者名/発表者名
      Mukai Koji、Imai Kenjiro、Hara Mitsuo、Nagano Shusaku、Seki Takahiro
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 3 号: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1002/cptc.201800234

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinitiated Marangoni flow morphing in a liquid crystalline polymer film directed by super-inkjet printing patterns2019

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Issei、Oishi Kazuaki、Hara Mitsuo、Nagano Shusaku、Seki Takahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 2556-2556

    • DOI

      10.1038/s41598-019-38709-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A trigonal molecular assembly system with the dual light-driven functions of phase transition and fluorescence switching2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Ikue、Hara Mitsuo、Seki Takahiro、Cho Sung June、Shimizu Masaki、Matsuura Kazunori、Cheong Hae-Kap、Kim Jin Young、Oh Jihun、Jung Jaehoon、Han Mina
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 7 号: 8 ページ: 2276-2282

    • DOI

      10.1039/c8tc05701j

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Collective Competition between Two Mesogens showing Opposing Orientational Nature in Side Chain Liquid Crystalline Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Imanishi Ryota、Nagashima Yuki、Hara Mitsuo、Nagano Shusaku、Seki Takahiro
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 2 ページ: 98-101

    • DOI

      10.1246/cl.180879

    • NAID

      130007590386

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lyotropic ordering for high proton conductivity in sulfonated semialiphatic polyimide thin films (Selected as Cover Picture)2019

    • 著者名/発表者名
      K. Takakura, Y. Ono, K. Suetsugu, M. Hara, S. Nagano, T. Abe, Y. Nagao
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 51 号: 1 ページ: 31-39

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0111-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 有機無機複合リオトロピック液晶の相転移および配向のオンデマンド制御2018

    • 著者名/発表者名
      HARA Mitsuo
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 75 号: 5 ページ: 421-432

    • DOI

      10.1295/koron.2018-0009

    • NAID

      130007487268

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 年月日
      2018-09-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Humidity-Responsive Phase Transition and On-Demand UV-Curing in a Hygroscopic Polysiloxane-Surfactant Nanohybrid Film2018

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, T. Orito, S. Nagano, T. Seki
    • 雑誌名

      M. Hara, T. Orito, S. Nagano, T. Seki

      巻: 54 号: 12 ページ: 1457-1460

    • DOI

      10.1039/c7cc09226a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 特異な力学物性を示す直鎖状シリコーンの開発2021

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 飯島雄太, 永野修作, 関 隆広
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 湿度応答性シリコーン材料の物性評価と湿度誘起相転移法への応用2020

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      2020年繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可逆に熱硬化するシリコーン材料の開発と接着材料への応用2020

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 飯島雄太, 永野修作, 関 隆広
    • 学会等名
      第29回ポリマー材料フォーラム 高分子学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 湿度誘起相転移法による有機無機複合リオトロピック液晶の新展開2020

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      2020年日本液晶学会オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Humidity-Induced Liquid Crystalline Phase Transition Method2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hara
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Young Scientists Polymer Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多点イオン架橋を導入した湿度応答性ポリシロキサンの力学特性2020

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 飯島雄太, 永野修作, 関 隆広
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 湿度誘起相転移を利用した基板上でのリオトロピック液晶の操作2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      第18 回 産官学接着若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メソポーラスシリカ合成に学ぶ新奇な有機無機メソ複合材料2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 新しいハイブリッド材料を考える会 ミニシンポジウム「ハイブリッド材料研究の新展開」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 湿度応答性ポリシロキサンを用いた界面活性剤ナノ構造の制御2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 折戸大輝, 脇谷尚幸, 竹下智也, 永野修作, 関 隆広
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of Lyotropic Mesophases in a Polysiloxane Fillm2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hara
    • 学会等名
      ICPAC Yangon 2019
    • 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] 界面活性剤の自己集合構造をフィルム中で操る2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      第169回東海高分子研究会講演会(夏期合宿)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリシロキサンと液晶からなる階層構造の湿度制御2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 飯島雄太, 竹下智也, 永野修作, 関 隆広
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機無機複合リオトロピック液晶のオンデマンドな相転移・配向制御2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      北里大学理学部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機無機メソ組織体の配向・相転移制御と光応答材料の評価のための脱濡れ抑制技術2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      日本接着学会東北支部講演会2018(2)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 吸湿現象を利用したリオトロピック液晶の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 折戸大輝, 脇谷尚幸, 永野修作, 関 隆広
    • 学会等名
      第27回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 湿度応答性ポリシロキサンを利用した有機無機複合膜中のリオトロピック液晶相制御2018

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 折戸大輝, 脇谷尚幸, 永野修作, 関 隆広
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Vertical Orientation of Organic-Inorganic Mesostructures Via Cubic-Cylinder Phase Transition2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hara, Yuko Kama, Shusaku Nagano, Takahiro Seki
    • 学会等名
      KJF-ICOMEP2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無機高分子マトリクス内のリオトロピック液晶 -相転移と光固定の実現-2018

    • 著者名/発表者名
      原 光生
    • 学会等名
      第22回液晶化学研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 光機能有機・高分子材料における新たな息吹(市村國宏監修) 第5章 第2節 光反応を利用したメソ構造ハイブリッド材料の動的制御2019

    • 著者名/発表者名
      原 光生, 関 隆広
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] ポリシロキサン、接着剤および湿度センサ2020

    • 発明者名
      関 隆広, 原 光生, 飯島雄太, 竹下智也
    • 権利者名
      関 隆広, 原 光生, 飯島雄太, 竹下智也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] ポリシロキサン、接着剤および湿度センサ2020

    • 発明者名
      関 隆広, 原 光生, 飯島雄太, 竹下智也
    • 権利者名
      関 隆広, 原 光生, 飯島雄太, 竹下智也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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