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光加工性・光安定性・光学物性を並立する相反機能材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15629
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
研究機関東京大学

研究代表者

正井 宏  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70793149)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード光加工性 / ポリマーネットワーク材料 / 発光 / 微細加工 / ゲル / π共役化合物 / 光加工性材料 / 光機能 / π共役分子 / 光分解 / 発光材料 / 光加工 / ソフトマテリアル / 弾性率 / 光加工材料 / 金属アセチリド錯体 / 光物性
研究開始時の研究の概要

光加工材料は材料をマイクロスケールで加工するための有用な技術であるものの、材料が光に不安定という本質的な問題点を抱えている。そのため紫外光によって材料が容易に変性するなど、材料を長期利用することが困難とされてきた。本研究ではこの本質的な問題を解決するために、光のみではなく第二の刺激が共存する条件下でのみ開裂する「デュアルアクティベーション」に基づく光加工を実現する。

研究成果の概要

本研究では、白金錯体を架橋剤とするポリマーネットワーク材料を合成することで、光照射に対して安定な材料でありながらも、第二の刺激としての酸試薬の存在下では光加工性を示す材料を実現した。光と酸の協働的な反応によって材料のマクロ物性を制御し、光成形性、光脱着性を示すことが明らかとなった。さらに、本材料は本質的に光に安定であるため、光反応性を獲得しつつ、第二の刺激を除去した後、光機能の1つである発光性を両立する材料であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光加工材料は材料をマイクロスケールで加工するための有用な技術であるものの、材料が光に不安定という本質的な問題点を抱えている。そのため紫外光によって材料が容易に変性するなど、材料を長期利用することが困難とされてきた。対して本研究は、加工時には光ともう一つの刺激を用いたデュアルアクティベーションによって光加工を行いつつ、加工後は片方の刺激を除去することによって、環境光に対する安定性や光物性を並立可能であった。これらは幾何的に複雑な延伸性や微細光特性を材料中に付与し、材料機能の高次元化を実現することが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 3件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Precision synthesis of linear oligorotaxanes and polyrotaxanes achieving well-defined positions and numbers of cyclic components on the axle2022

    • 著者名/発表者名
      Masai Hiroshi、Oka Yuki、Terao Jun
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 11 ページ: 1644-1660

    • DOI

      10.1039/d1cc03507j

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Irradiation with UV Light Accelerates the Migita?Kosugi?Stille Coupling Reaction in Air2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Takumi、Murata Mako、Masai Hiroshi、Iwai Tomohiro、Terao Jun
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 2 ページ: 124-126

    • DOI

      10.1246/cl.210665

    • NAID

      130008161615

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of changing electronic states of molecules on frequency domain of graphene FETs2022

    • 著者名/発表者名
      Oketa Tomohiro、Ikuta Takashi、Masai Hiroshi、Tamaki Takashi、Terao Jun、Maehashi Kenzo
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 4 ページ: 045001-045001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac564d

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrical detection of ppb region NO<sub>2</sub> using Mg-porphyrin-modified graphene field-effect transistors2021

    • 著者名/発表者名
      Ikuta Takashi、Tamaki Takashi、Masai Hiroshi、Nakanishi Ryudai、Endo Kitaro、Terao Jun、Maehashi Kenzo
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 3 号: 20 ページ: 5793-5800

    • DOI

      10.1039/d1na00519g

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maximizing Conversion of Surface Click Reactions for Versatile Molecular Modification on Metal Oxide Nanowires2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Rimon、Hosomi Takuro、Otani Masaya、Nagashima Kazuki、Takahashi Tsunaki、Zhang Guozhu、Kanai Masaki、Masai Hiroshi、Terao Jun、Yanagida Takeshi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 37 号: 17 ページ: 5172-5179

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.1c00106

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A single-molecule electrical approach for amino acid detection and chirality recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Zihao、Li Xingxing、Masai Hiroshi、Huang Xinyi、Tsuda Susumu、Terao Jun、Yang Jinlong、Guo Xuefeng
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 10 ページ: 4365-4365

    • DOI

      10.1126/sciadv.abe4365

    • 関連する報告書
      2020 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] Suppression of Undesirable Isomerization and Intermolecular Reactions of Double Bonds by a Linked Rotaxane Structure2020

    • 著者名/発表者名
      Miyagishi Hiromichi V.、Masai Hiroshi、Terao Jun
    • 雑誌名

      Chemistry ? An Asian Journal

      巻: 15 号: 12 ページ: 1890-1895

    • DOI

      10.1002/asia.202000350

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Change in the rate of pseudo[1]rotaxane formation by elongating the alkyl-chain-substituted diphenylethynylene linked to permethyl α-cyclodextrin2020

    • 著者名/発表者名
      Ishino Saqura、Masai Hiroshi、Shimada Sotaro、Terao Jun
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 61 号: 27 ページ: 152061-152061

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2020.152061

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complementary Color Tuning by HCl via Phosphorescence-to-Fluorescence Conversion on Insulated Metallopolymer Film and Its Light-Induced Acceleration2020

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Shunichi、Masai Hiroshi、Yokoyama Takuya、Liu Maning、Tachibana Yasuhiro、Fujihara Tetsuaki、Tsuji Yasushi、Terao Jun
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 12 号: 1 ページ: 244-244

    • DOI

      10.3390/polym12010244

    • 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] Macroscopic Change in Luminescent Color by Thermally Driven Sliding Motion in [3]Rotaxanes2020

    • 著者名/発表者名
      Inamori Daiki、Masai Hiroshi、Tamaki Takashi、Terao Jun
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 26 号: 15 ページ: 3385-3389

    • DOI

      10.1002/chem.201905342

    • 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] Insulated conjugated bimetallopolymer with sigmoidal response by dual self-controlling system as a biomimetic material2020

    • 著者名/発表者名
      Masai Hiroshi、Yokoyama Takuya、Miyagishi Hiromichi V.、Liu Maning、Tachibana Yasuhiro、Fujihara Tetsuaki、Tsuji Yasushi、Terao Jun
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 408-408

    • DOI

      10.1038/s41467-019-14271-2

    • 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] Platinum-Acetylide Crosslinkers for Facile Preparation of Phosphorescent Commodity Polymer Networks with Defect-Free Chromophores2019

    • 著者名/発表者名
      Go M. Russell, Hiroshi Masai
    • 雑誌名

      Mater. Let.

      巻: 247 ページ: 182-184

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2019.03.123

    • 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] Luminescent and mechanical enhancement of phosphorescent hydrogel through cyclic insulation of platinum-acetylide crosslinker2019

    • 著者名/発表者名
      Russell Go M.、Inamori Daiki、Masai Hiroshi、Tamaki Takashi、Terao Jun
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 10 号: 39 ページ: 5280-5284

    • DOI

      10.1039/c9py00700h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光を用いた変形性と発光性を両立するゲル材料2022

    • 著者名/発表者名
      金子隆、ラッセル豪マーティン、正井宏、寺尾潤
    • 学会等名
      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] Acceleration Effect of Migita-Kosugi Stille Coupling Reaction by UV-Irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Takukmi Ishikawa, Mako Murata, Hiroshi Masai, Tomohiro Iwai, Jun Terao
    • 学会等名
      PACIFICHEM2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光重合と光加工の両立を利用したゲル材料構造の高次造形2021

    • 著者名/発表者名
      金子隆・ラッセル豪マーティン・正井宏・寺尾潤
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二種類の金属錯体テンプレートを鍵とする大員環カテナンの合成戦略2021

    • 著者名/発表者名
      遠田 雄大・坪田 隆之介・正井 宏・寺尾 潤
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光重合と光加工を両立したゲル材料の創製2021

    • 著者名/発表者名
      金子隆・ラッセル豪マーティン・正井宏・寺尾潤
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 右田ー小杉ーStilleカップリング反応の紫外光照射による加速効果2021

    • 著者名/発表者名
      石川拓実・村田茉子・正井宏・岩井智弘・寺尾潤
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] [1]ロタキサン構造を用いたソルバトフルオロクロミック材料の光物性制御2021

    • 著者名/発表者名
      島田聡太朗・宮岸拓路・正井宏・寺尾潤
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ピレン包接[3]ロタキサンにより架橋したゲルの2021

    • 著者名/発表者名
      中川 智稀・石野 さくら・稲森 大貴・正井 宏・寺尾 潤
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 被覆型架橋分子を用いたヒドロゲルにおける燐光特性・機械的特性の向上2019

    • 著者名/発表者名
      ラッセル豪マーティン・正井 宏・玉木 孝・寺尾 潤
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 求核剤による光刺激応答性スイッチング可能な発光性ゲルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      ラッセル 豪 マーティン・正井 宏・玉木 孝・寺尾 潤
    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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