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液晶を構造化溶媒として用いた新規結晶化法の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K21154
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分30:応用物理工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

吉田 浩之  大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (80550045)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
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)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード液晶 / 結晶化 / 配向 / トポロジカル欠陥 / パターン配向 / 配向制御
研究開始時の研究の概要

生活を支える半導体から医薬品まで、結晶性材料は社会の様々な場所で用いられており、高品質な結晶を作製する方法を見出すことは重要です。溶液成長法は重要な結晶成長法の一つであり、成長条件の工夫によって技術が発展してきましたが、これまでの結晶成長では、用いられる溶媒は等方的なものがほとんどでした。本研究では、液晶が分子の配向秩序と流動性を兼ね備えた物質であることに着目し、液状でありながら構造をもつ「構造化溶媒」としての液晶の性質を探索します。

研究成果の概要

結晶は社会の様々な場所で用いられており、高品質な結晶や結晶化し難い結晶を作製する方法を見出すことは重要である。本研究では、液晶性をもつ流体において物質を結晶化させることで、等方性溶媒から結晶化させた場合とは異なる形状や性質をもつ結晶が得られる可能性を示した。また、その挙動は液晶素子の界面に形成する配向パターンに依存して変化することを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの多くの研究では結晶化させる際の溶媒として等方的な液体が用いられてきたが、本研究では、溶媒のもつ分子配列が結晶化挙動に影響を与えることを示した点で意義深い。液晶は固体と液体の中間に存在する物質の状態であるが、液晶性を発現する材料と液晶に溶解性を示す材料の組み合わせは無数に考えられる。溶媒と溶質の相互作用に分子配向という自由度を加えることにより、結晶化学の新しい展開が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 台湾国立台北科技大学(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾台北科学技術大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 台湾国立台北科学技術大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Photo-switching behaviour in liquid crystalline materials incorporating a non-planar dithienylcyclopentene core and their birefringence properties2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Hsiuhui、Yang Haochun、Kuo Hanwen、Ko Weiting、Uchida Kingo、Yoshida Hiroyuki
    • 雑誌名

      Liquid Crystals

      巻: 49 号: 11 ページ: 1475-1487

    • DOI

      10.1080/02678292.2022.2044529

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional lattice deformation of blue phase liquid crystals under electrostriction2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yuxian、Yoshida Hiroyuki、Chu Fan、Guo Yu-Qiang、Yang Zhou、Ozaki Masanori、Wang Qiong-Hua
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 18 号: 17 ページ: 3328-3334

    • DOI

      10.1039/d2sm00244b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing a microviscosity change at the nematic-isotropic liquid crystal phase transition by a ratiometric flapping fluorophore2022

    • 著者名/発表者名
      Kimura Ryo、Kitakado Hidetsugu、Yamakado Takuya、Yoshida Hiroyuki、Saito Shohei
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 13 ページ: 2128-2131

    • DOI

      10.1039/d1cc06111a

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable polarization volume gratings based on blue phase liquid crystals2022

    • 著者名/発表者名
      Cho SeongYong、Yoshida Hiroyuki、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 号: 2 ページ: 1607-1607

    • DOI

      10.1364/oe.448301

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Remarkable Increase of Fluorescence Quantum Efficiency by Cyano Substitution on An ESIPT Molecule 2-(2-Hydroxyphenyl)benzothiazole: Highly Luminescent Liquid Crystal Dopant2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuneaki Sakurai, Masaya Kobayashi, Hiroyuki Yoshida, Masaki Shimizu
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 11 号: 9 ページ: 1105-1105

    • DOI

      10.3390/cryst11091105

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Situ Optical Characterization of Twinning in Liquid Crystalline Blue Phases2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yuxian、Yoshida Hiroyuki、Cho SeongYong、Fukuda Jun-ichi、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 13 号: 30 ページ: 36130-36137

    • DOI

      10.1021/acsami.1c06873

    • 関連する報告書
      2021 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] Directed self-assembly of soft 3D photonic crystals for holograms with omnidirectional circular-polarization selectivity2021

    • 著者名/発表者名
      Cho SeongYong、Takahashi Misaki、Fukuda Jun-ichi、Yoshida Hiroyuki、Ozaki Masanori
    • 雑誌名

      Communications Materials

      巻: 2 号: 1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1038/s43246-021-00146-x

    • 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
  • [学会発表] Science and technology in liquid crystals with patterned alignment2022

    • 著者名/発表者名
      吉田浩之
    • 学会等名
      Physics Colloquium Webinar Series Institute Technologi Bandung
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ESIPT型有機蛍光体の媒質中における蛍光量子収率向上のための分子設計2022

    • 著者名/発表者名
      小林雅弥、櫻井庸明、吉田浩之、清水正毅
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ネマティック液晶に分散させた蛍光年度プローブの挙動解析2022

    • 著者名/発表者名
      木村僚、北鹿渡秀嗣、山角拓也、吉田浩之、斎藤尚平
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機液晶素子におけるソリトン構造の制御2021

    • 著者名/発表者名
      吉田浩之
    • 学会等名
      新学術領域研究「量子液晶の物性科学」第4回QLC若手コロキウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ネマティック液晶のツイストウォールを利用した点欠陥の生成2021

    • 著者名/発表者名
      中山雄介、吉田浩之、鍛冶静雄、横山知郎、尾﨑雅則
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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