| 研究課題/領域番号 |
20K15351
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
荒川 優樹 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30757365)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ツイストベンドネマチック相 / 二量体液晶 / 三量体液晶 / 硫黄 / チオエーテル / セレン / セレノエーテル / ツイストベンドネマチック液晶 / 液晶性ダイマー / 液晶性オリゴマー / 第16族元素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
屈曲した二量体分子がらせん状に凝集して形成される液晶相、ツイストベンドネマチック相(NTB相)はこれまで、二つのメソゲン構造とアルキルスペーサーを炭素や酸素系のリンカーで結んだ分子で報告されている。その課題は、NTB相の温度範囲が狭いことであり、機能性を付与した分子の開発および機能開拓がほとんど行われていない。我々は最近、硫黄およびセレンで結んだ二量体が、従来の分子よりも低温、かつ広い温度範囲でNTB相を形成することを見出した。本研究ではそれらを踏まえ、硫黄およびセレンをリンカーとする機能性分子の開発および機能開拓を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、らせん状の液晶相であるツイストベンドネマチック(NTB)相を示す新しい分子の開発を目指し、硫黄およびセレンで連結した屈曲型二量体および三量体を合成し、特性評価を行った。シアノビフェニルやアゾベンゼン、N-ベンジリデンアニリンなどのメソゲン構造をチオエーテルおよびセレノエーテルで連結した様々な二量体および三量体を合成し、チオエーテルおよびセレノエーテルがNTB液晶の形成および安定化に有用な結合であることを世界で初めて明らかにした。特に、多くの二量体分子においてNTB相が室温までを保たれガラス化することがわかった。他にも、らせん周期構造や特異な粘弾性を有することなども明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
チオエーテル(C-S-C)およびセレノエーテルは(C-Se-C)は、汎用的なメチレン(C-CH2-C)やエーテル(C-O-C)と比較して小さな結合角および長い結合長により嵩高い置換基となるため、液晶相の形成には不利となることが多い。一方で本研究は、チオエーテルおよびセレノ―エーテルが、ツイストベンドネマチック(NTB)相の形成および安定化にメチレンおよびエーテルよりも優れることを明らかにした。特に、多くの二量体が室温以下までNTB相およびそのガラス状態を保持できる点は従来の二量体を凌駕する特徴の一つである。また、本研究は硫黄およびセレンの有効利用にもつながる点でも社会的な意義がある。
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