| 研究課題/領域番号 |
19K22237
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
下嶋 敦 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90424803)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | シロキサン / フォトメカニカル材料 / 無機-有機ハイブリッド / 無機有機ハイブリッド / 自己組織化 / POSS / 光応答性材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光照射によって可逆的に変形するフォトメカニカル材料は、分子機械や光駆動アクチュエータ、各種デバイスなど幅広い応用が期待されている。本研究課題では、従来の有機材料よりも高い安定性を有し、かつその結晶構造に応じて多様な形状変化を可逆的に示す新しい無機-有機ハイブリッド型のフォトメカニカル材料を創出することを目的とする。光応答性分子としてジアリールエテンやアゾベンゼンを用い、シリル基やオリゴシロキサンユニットと結合した化合物を設計する。それらの化合物を分子間相互作用によって組織化あるいはSi-O-Si結合により連結し、高度な配列/配向秩序を保つ結晶性材料を合成する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、シロキサン化合物と光応答性有機化合物からなる新しい無機-有機ハイブリッド型のフォトメカニカル材料を作製した。立方体形状のSi-O-Si骨格を有するカゴ型シロキサン化合物の１頂点に、Si-C結合を介してジアリールエテンまたはアゾベンゼン誘導体を修飾した。得られた化合物は針状の分子結晶を形成し、紫外光/可視光照射によって可逆的に屈曲するフォトメカニカル挙動を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
フォトメカニカル材料は、光刺激により可逆的に形状が変化する材料であり、センサーやアクチュエーターなど幅広い応用が期待されている。可逆的に光異性化するジアリールエテンやアゾベンゼン等の有機化合物を用いて様々なフォトメカニカル有機材料が合成されてきた。本研究では、これらの有機化合物とカゴ型シロキサンを分子レベルで複合化することで、新しい無機-有機ハイブリッド型のフォトメカニカル材料の創出に成功した。これにより、機械的性質の幅広い制御や熱的・化学的安定性の向上などが期待できる。
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