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動的階層構造を持つ液晶秩序の構築と金属融合ハイブリッド材料の創製

公募研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 23107503
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関弘前大学

研究代表者

吉澤 篤  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (30322928)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード自己組織化 / 液晶 / ブルー相 / サイボタクチック相 / 超分子化学 / 階層構造 / 分子認識
研究実績の概要

分子内に複数の液晶形成基を持つ超分子が種々の階層構造液晶相を構築することが知られており、通常の棒状分子からなる液晶相にはないユニークな機能を発現する。本研究課題では、金属融合を念頭に置き、テンプレートとして有用な動的階層構造を持つ液晶相の構築を目標とした。ダイナミクスを伴う動的秩序の階層性を分子レベルで制御し、ブルー相およびサイボタクチックネマチック相を発現させた。
ブルー相の分子設計指針:ブルー相は二重ねじれ構造を持つシリンダーの配列により形成される階層構造液晶であるが、通常の棒状ネマチック液晶分子では長軸回りの対称性が高く、二重ねじれが安定化しない。そこで、分子二軸性を持つ板状分子であれば長軸に垂直な二つの短軸が存在し、キラル化合物の添加により二重ねじれが安定化するとの仮説のもとに検討した。ネマチック性の高い液晶形成基をスペーサーを介してカテコールあるいはビフェニルにつないだU型化合物を合成した。合成したU型化合物に強いねじり力を持つキラル化合物を混合し、その相転移挙動を観察した。ブルー相発現と分子構造に由来する性質(ねじり力、弾性定数、分子二軸性)の相関を調べたところ,通常考えられているねじり力の強さではなく、分子二軸性が重要であることがわかった。また,板状構造が柔らかいと想定されるビフェニル誘導体においては格子構造を持つキュービックブルー相に加え、アモルファスブルー相も幅広い温度範囲で発現した。ブルー相の安定化のみならず、作り分けの指針が得られた。
サイボタクチックネマチック(Ncyb)相の安定化:Ncyb相では層秩序を持つクラスターが生成消滅を繰り返している。末端にヒドロキシ基を持つ棒状化合物が28Kの温度幅のNcyb相を発現した。水素結合によるミクロ相分離に由来する平行配列とエントロピー項に由来する反平行配列の競合がクラスターの生成消滅の駆動力になったと考えている。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] U-shaped oligomers with a molecular biaxiality stabilizing blue phases2013

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, A. Yoshizawa
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C

      巻: 1 号: 2 ページ: 315-320

    • DOI

      10.1039/c2tc00105e

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多彩な形の分子が創り出す新しい液晶の世界2013

    • 著者名/発表者名
      吉澤 篤
    • 雑誌名

      液晶

      巻: 17 ページ: 88-103

    • NAID

      10031167765

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomaly of Pretransitional Behavior at the Nematic-Smectic-A Phase Transition of Amphiphilic Liquid Crystals with a Hydrophilic Group2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kimoto, Ayumi Nishizawa, Yoichi Takanishi, Atsushi Yoshizawa, Jun Yamamoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 117 号: 20 ページ: 6290-6293

    • DOI

      10.1021/jp401057n

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Liquid Crystal Trimer Exhibiting an Optically Uniaxial Smectic Phase with a Double-Peak Polarization2012

    • 著者名/発表者名
      Daiki Tsuji, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto, Atsushi Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 号: 15 ページ: 8678-8687

    • DOI

      10.1021/jp2115934

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid Crystal Supermolecules Stabilizing an Optically Isotropic Phase with Frustrated Molecular Organization (Invited Focus Review)2012

    • 著者名/発表者名
      A. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 44 号: 6 ページ: 490-502

    • DOI

      10.1038/pj.2012.55

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular Design of Blue Phase Materials2012

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yoshizawa
    • 学会等名
      The 1st Asian Conference on Liquid Crystals
    • 発表場所
      富士カルム 富士吉田市
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anticancer Activity of a Liquid Crystalline Compound Possessing a Terminal Hydroxyl Group2012

    • 著者名/発表者名
      Yukako Fukushi
    • 学会等名
      The 1st Asian Conference on Liquid Crystals
    • 発表場所
      富士カルム 富士吉田市
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 棒状液晶が示すサイボタクチックネマチック相2012

    • 著者名/発表者名
      西谷渉
    • 学会等名
      2012年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス 千葉市
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ブルー相安定化に及ぼすオリゴマーの形状効果2012

    • 著者名/発表者名
      鹿嶋慎也
    • 学会等名
      2012年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス 千葉市
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 分子構造から見たブルー相発現の要因2012

    • 著者名/発表者名
      吉澤 篤
    • 学会等名
      (社)日本液晶学会ソフトマターフォーラム第11回講演会「ブルー相を語り合う」
    • 発表場所
      DIC本社 東京都中央区
    • 年月日
      2012-06-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液晶オリゴマーによるフェリ誘電性相の安定化2011

    • 著者名/発表者名
      吉澤篤
    • 学会等名
      日本液晶学会物理・物性フォーラム2011
    • 発表場所
      DIC株式会社本社(東京都中央区)
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 二成分液晶系のブルー相安定性におけるホストーゲスト効果2011

    • 著者名/発表者名
      田中雅展、古川裕太郎、高橋育子、廣瀬鉄、吉澤篤
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学世田谷キャンパス(東京)
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] キラル三量体液晶のフラストレート相発現に及ぼす分子構造の影響2011

    • 著者名/発表者名
      辻大樹、高西陽一、山本潤、吉澤篤
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学世田谷キャンパス(東京)
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 化学便覧応用化学編第7版2013

    • 著者名/発表者名
      吉澤 篤
    • 出版者
      丸善出版株式会社
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Handbook of Liquid Crystals Vol. 3, 2nd edition2013

    • 著者名/発表者名
      Isa Nishiiyama
    • 出版者
      Wiley-VCH Verlag GmbH Co. KGaA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 吉澤鷺坂研究室ホームページ

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~lclab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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