| 研究課題/領域番号 |
22K05248
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
中野 英之 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (00222167)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 光メカニカル挙動 / フォトクロミック分子ガラス / ハイドロゲル / アゾベンゼン / キラリティ / フォトクロミックアモルファス分子材料 / アガロース / アゾベンゼン系分子ガラス / 環境場 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ハイドロゲル中でアゾベンゼン系分子ガラスが示す光誘起らせん構造形成への環境場が与える影響を詳細に調べ、キラル光メカニカル挙動発現のメカニズムを解明するとともに、得られた知見をもとに持続的光メカニカル運動を示すフォトクロミックシステム構築のための設計指針を提示することを目指す。とくにキラルな環境場が与える影響について、ハイドロゲルの三次元構造ならびに力学特性、ゲル繊維とフォトクロミック分子との相互作用などに着目して検討を進める。
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| 研究実績の概要 |
われわれは、寒天およびヒドロキシプロピルセルロース (HPC) ハイドロゲル中に固定したアゾベンゼン系分子ガラスの微粒子に偏光を照射すると、偏光と平行な方向に引き伸ばされた構造に変形すること、伸長方向と垂直な方向へ波打つようにうねりながら伸長していくこと、粒子が十分伸びきった後も光を照射し続けている限りうねり運動が持続されること（持続的光うねり運動）、光伸長させた粒子の先端部分にらせん構造が形成されること、このらせんの巻方向が一方に偏ること（左巻らせん構造が優先的に生成するキラルらせん構造形成）、を明らかにしている。
本年度は、これまでに観測されてきたキラルフォトメカニカル挙動の要因が、周囲のゲルの影響であることをさらに明確化するため、アキラル架橋剤およびキラル架橋剤を用いて作製した三種類の poly(2-hydroxyethyl acrylate) ハイドロゲル中におけるアゾベンゼン系分子ガラス粒子のフォトメカニカル挙動を検討した。
これらのゲル中では、寒天やHPCハイドロゲル中と同様の光メカニカル挙動を示した。得られた粒子の末端の巻方向を調べた結果、アキラルな架橋剤を用いたゲル中ではらせんの巻き方向の割合に偏りがみとめられなかったのに対し、キラルな架橋剤を用いたハイドロゲル中では巻方向が一方に偏り、かつ架橋剤のキラリティを反転させると巻方向の偏りも逆転することがわかった。周囲のゲルのキラリティーに基づく左右回転の粘弾性の偏りによって、光伸長する際のらせんの巻き方向が一方に偏ると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
アキラル架橋剤およびキラル架橋剤を用いて作製したハイドロゲルを用いて検討することにより、キラルフォトメカニカル挙動の要因が周囲のゲルのキラリティの影響を受けていることを明確にすることが出来た。
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| 今後の研究の推進方策 |
周囲のゲルのキラリティの違いが、左右回転の粘弾性の違いに基づいていることを示すため、それぞれのゲルの粘弾性の回転方向依存性を調べる。さらに、アゾベンゼン系アモルファス分子材料の粒子にキラルな添加剤を加え、アキラルなゲル中でキラル光メカニカル挙動が発現するかどうかを検証する。
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