超分子エンジニアリングによる準安定集積構造の構築と力学的刺激応答材料の創発

• 研究課題/領域番号: 24685022
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 矢貝 史樹 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80344969)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円)
• キーワード: 分子集合体 / 刺激応答性 / 準安定構造 / 発光材料 / 両親媒性 / 機械的刺激 / インクジェット / π電子系材料 / メカノクロミズム / 金錯体 / 刺激応答性材料 / 自己組織化 / 液晶 / 刺激応答 / ソフトマテリアル / 超分子 / プローブ顕微鏡

研究成果の概要

有機化合物からなる固体材料は、外部からの刺激、例えば、熱、電気、磁場などの刺激に応答してその物性が変化する。しかし、我々の手で直接加えられる刺激、すなわち“押す”や“擦る”といった力学的な刺激に応答して物性が変化する材料の設計は困難である。本研究では、準安定構造と呼ばれる不安定な集合構造を分子に取らせることで、力学的刺激により発光色が変化するメカノクロミック発光材料の設計指針を示すことに成功し、さらにイメージングでバイスへの応用も可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] Nature Communications (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai, Satoru Okamura, Yujiro Nakano, Mitsuaki Yamauchi, Keiki Kishikawa, Takashi Karatsu, Akihide Kitamura, Akira Ueno, Daiki Kuzuhara, Hiroko Yamada, Tomonori Seki, Hajime Ito
  • 雑誌名: Design Amphiphilic Dipolar Systems for Stimuli-Responsive Luminescent Materials Using Metastable States 巻: 5 号: 1 ページ: 4013-4013
  • DOI: 10.1038/ncomms5013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cholesterol-Aided Construction of Distinct Self-Organized Materials from Luminescent Gold(I)-Isocyanide Complex Exhibiting Mechanochromic Luminescence (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kawaguchi, T. Seki, T. Karatsu, A. Kitamura, H. Ito, S. Yagai
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 49 号: 97 ページ: 11391-11393
  • DOI: 10.1039/c3cc47162d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control over Hierarchy Levels in the Self-Assembly of Stackable Nanotoroids (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai, Mitsuaki Yamauchi, Ai Kobayashi, Takashi Karatsu, Akihide Kitamura, Tomonori Ohba, Yoshihiro Kikkawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 号: 44 ページ: 18205-18208
  • DOI: 10.1021/ja308519b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoswitchable Exciton Coupling in Merocyanine-Diarylethene Multichromophore Hydrogen-Bonded Complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yagai, K. Iwai, T. Karatsu, A. Kitamura
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 号: 38 ページ: 9679-9683
  • DOI: 10.1002/anie.201205504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-Organization of Hydrogen-Bonding Naphthalene Chromophores into J-type Nanoring and H-type Nanorod: Impact of Regioisomerism (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai, Yusaku Goto, Lin Xu, Takashi Karatsu, Akihide Kitamura, Daiki Kuzuhara, Hiroko Yamada, Yoshihiro Kikkawa, Akinori Saeki, Shu Seki
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 号: 27 ページ: 6643-6647
  • DOI: 10.1002/anie.201201436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecularly Engineered Perylene Bisimides Assemblies Exhibiting Thermal Transition from Columnar to Multilamellar Structures (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yagai, M. Usui, T. Seki, H. Murayama, Y. Kikkawa, S. Uemura, T. Karatsu, A. Kitamura, A. Asano, S. Seki
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 ページ: 7983-7994
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perylene Bisimide Organogels Formed by Melamine-Cyanurate/Barbiturate Hydrogen-Bonded Tapes (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Seki
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: (未定)(掲載確定) 号: 6 ページ: 600-606
  • DOI: 10.1038/pj.2012.22
  • 査読あり
• [学会発表] Supramolecular Design of Metastable Phase for Stimuli-Responsive Organic Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai
  • 学会等名: Electronic Properties in π-Conjugated Materials Ⅲ
  • 発表場所: Wurzburg University, Germany
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
  • 招待講演
• [学会発表] 刺激応答性分子集合体のデザイン～光から機械的刺激まで～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 東海高分子研究会
  • 発表場所: 三重
  • 年月日: 2014-09-05
  • 招待講演
• [学会発表] Supramolecular Design of Metastable Phase for Stimuli-Responsive Organic Materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai
  • 学会等名: NIMS Conference 2014
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-03
  • 招待講演
• [学会発表] 刺激応答型π系分子集積体のデザイン (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Design Toward Photoresponsive Supramolecular Assemblies (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai
  • 学会等名: 96th Canadian Chemistry Conference and Exhibition
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] オリゴエチレングリコール鎖を有する金イソシアニド錯体の刺激応答性多色発光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川口晧省奨、関朋宏、唐津孝、北村彰英、伊藤肇、矢貝史樹
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ2013
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
• [学会発表] 合理的な分子設計に基づいた発光性メカノクロミズムの発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村諭、関朋宏、伊藤肇、矢貝史樹
  • 学会等名: 第3回CSJ化学フェスタ2013
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
• [学会発表] Molecular Design Toward Highly Organized Artificial Dye Assemblies (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yagai
  • 学会等名: Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
  • 発表場所: Okazaki, Japan(招待講演)
• [学会発表] Control over Self-Organized Structures of Perylene Bisimides by Covalent Dimerization (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Lin, S. Yagai
  • 学会等名: Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
  • 発表場所: Okazaki, Japan
• [学会発表] Self-Assembly of Stackable Nanorings into Nanotubes and Superhelical Structures (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi, Y. Kikkawa, S. Yagai
  • 学会等名: Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures
  • 発表場所: Okazaki, Japan
• [学会発表] 両親媒性双極子分子の自己集合による発光性メカノクロミズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村諭, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] アゾベンゼン二量体からなる積層型ナノリングにおける階層構造の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内光陽, 唐津孝, 北村彰英, 吉川佳広, 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] キラル側鎖を有するアゾベンゼン二量体の自己集合と光応答特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 千葉陽介, 山内光陽, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] 二量化によって次元規性されるペリレンビスイミドの自己組織化 (2013)
  • 著者名/発表者名: Lin Xu, 倉田紘樹, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] バルビツール酸によるオリゴ(ヘキシルチオフェン)の集積構造の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 鈴木美香, 唐津孝, 北村彰英, 吉川佳広
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] バルビツール酸を有するナフタレン誘導体の自己集合におけるアルキル鎖の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 岩脇秀隆, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] エステル結合の導入による自己会合性ナフタレンナノロッドにおけるねじれの誘起 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石渡勝也, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] バルビツール酸修飾された自己集合性ナフタレンへの光応答性部位の導入 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 山田裕樹, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] オリゴエチレングリコール鎖を有する金イソシアニド錯体の刺激応答性多色発光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川口皓奨, 関朋宏, 唐津孝, 北村彰英, 伊藤肇, 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] ジアリールエテンとペリレンビスイミドの超分子コポリマー化による光応答性J会合体の形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩井一憲, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] オリゴメチレン鎖で連結されたジケトピロロピロール二量体の合成と物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 岡澤佑允, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] シクロヘキシレンで連結されたペリレンビスイミド二量体の自己組織化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, LIN Xu, 倉田紘樹, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] 水素結合を利用しないペリレンビスイミド集合体によるオルガノゲル形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 倉田紘樹, LIN Xu, 唐津孝, 北村彰英, 矢貝史樹
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀,草津)
• [学会発表] 閉じたπ系集合体の構築と階層的組織化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 奈良先端未来開拓コロキウム
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学(奈良)(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] よりシンプルな分子設計で緻密な色素集合体を構築する (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 関西大学セミナー
  • 発表場所: 関西大学(大阪)(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] Self-Assembly of Stackable Nanoring (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi, T. Karatsu, A. Kitamura, S. Yagai
  • 学会等名: International Workshop on Soft Interface Sciences for Young Scientists 2012(SISYS2012)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2012-11-22
• [学会発表] Multistimuli-Responsive Luminescence Behavior of Amphiphilic Dipolar Molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Okamura, T. Karatsu, A. Kitamura, S. Yagai
  • 学会等名: International Workshop on Soft Interface Sciences for Young Scientists 2012(SISYS2012)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2012-11-22
• [学会発表] 水素結合を基盤とした機能性分子の自己組織化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 創剤フォーラム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-28
• [学会発表] 超分子エンジニアリングによる機能性色素集合体の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 顔料物性研究会
  • 発表場所: 学士会館(東京)
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Supramolecular Engineering of Nanostructured Functional Dye Assemblies (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: Seminar for Prof. S00 Young Park Laboratory
  • 発表場所: Seoul, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] 超分子色素モジュール化による機能性ソフトマテリアルの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 第14回花王研究奨励賞受賞記念講演
  • 発表場所: 花王すみだ事業場(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] ユニークな構造を有するπ系ナノ構造の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 拠点形成研究B「ソフト溶液」特別講演会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)(招待講演)
  • 年月日: 2012-05-11
• [学会発表] ユニークな構造と機能を有するπ系ナノ構造の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 第121回生物有機化学・草津セミナー
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀:草津)(招待講演)
  • 年月日: 2012-04-14
• [学会発表] エキゾチック色素集合体の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 丸山記念研究奨励賞授賞式
  • 発表場所: 京都大学(京都)(招待講演)
  • 年月日: 2012-04-14
• [学会発表] Supramolecular engineering of nanostrucured functional π-assemblies (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: Collaborative Conference on Materials Research (CCMR)
  • 発表場所: Seoul, Korea(招待講演)
• [学会発表] Doping effect of CBP in bulkhetero junction photovoltaic devices composed of P3 HT and soluble perylene bisimide (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tani, T. Seki, S. Yagai, K. Nakayama
  • 学会等名: KJF(Korea-Japan Joint Forum) International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics 2012
  • 発表場所: Sendai, Japan(招待講演)
• [学会発表] 多色発光を示す両親媒性双極子分子集合体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 岡村諭, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)
• [学会発表] 可溶性ペリレンビスイミドのダイマー化による自己集合制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 倉田紘樹, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)
• [学会発表] カルバゾールを増感色素部位として有する光ラジカル重合開始剤の置換基効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飯笹久美子, 江草直樹, 和田宗大, 菅野真樹, 矢貝史樹, 北村彰英, 唐津孝
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)
• [学会発表] 積層型ナノリングの光制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 山内光陽, 小林愛, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)
• [学会発表] 金イソシアニド錯体の自己集合と発光特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 川口皓奨, 唐津孝, 北村彰英, 伊藤肇
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)
• [学会発表] ジケトピロロピロール色素の自己集合と有機薄膜太陽電池への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 神田僚, 唐津孝, 北村彰英, 谷侑樹, 中山健一
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)
• [学会発表] 金イソシアニド錯体からなる発光性自己集合体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 川口皓奨, 唐津孝, 北村彰英, 伊藤肇
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知)
• [学会発表] 光応答性ナノリングの構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 山内光陽, 小林愛, 唐津孝, 北村彰英, 吉川佳広
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知)
• [学会発表] 両親媒性双極子分子の刺激応答性発光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 岡村諭, 唐津孝, 北村彰英,
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知)
• [学会発表] オリゴエチレングリコール鎖によって2量化されたペリレンビスイミドの自己集合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 倉田紘樹, LIN Xu, 唐津孝, 北村彰英
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知)
• [学会発表] ペリレンビスイミドの二量化による自己集合ナノ構造の次元制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: LIN Xu, 廣野末紗希, 葛原大軌, 山田容子, 佐伯昭紀, 関修平, 矢貝史樹
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知)
• [学会発表] ジケトピロロピロール色素の会合と有機薄膜太陽電池への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹, 神田僚, 谷侑樹, 中山健一
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知)
• [学会発表] 多様な自己集合性ナノリングの構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知)
• [学会発表] オリゴチオフェン超分子集合体における光伝導 (2012)
  • 著者名/発表者名: 脇川祐介, 生駒忠昭, 野口拓也, 矢貝史樹
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
• [学会発表] Supramolecular Construction of J-type Nanoring and H-type Nanorod (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiki Yagai
  • 学会等名: IUMRS-ICEM2012
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] 超分子エンジニアリングによる機能性色素のナノマテリアル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢貝史樹
  • 学会等名: 第2回日本化学会化学フェスタ2012
  • 発表場所: (招待講演)
• [学会発表] Bulk heterojunction solar cells using soluble diketopyrrolopyrrole derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tani, R. Kanda, S. Yagai, K. Nakayama
  • 学会等名: The 4th Asian Conference on Organic Electronics
  • 発表場所: Yonezawa, Japan
• [図書] エキスパート応用化学シリーズ 有機機能材料 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松浦和則、角五彰、岸村顕広、佐伯昭紀、竹岡敬和、内藤昌信、中西尚志、舟橋正浩、矢貝史樹
  • 総ページ数: 255
  • 出版者: 講談社
• [備考] SHIKI YAGAI
  • URL: http://chem.tf.chiba-u.jp/yagai/index.html
• [備考] 矢貝史樹 研究者個人ホームページ
  • URL: http://chem.tf.chiba-u.jp/yagai/index.html
• [備考]
  • URL: http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb08/index.html