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電子・光機能を有する電場感応性分子集合体の創製

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 25109513
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
研究機関東京大学

研究代表者

吉尾 正史  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60345098)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード電場応答 / カラムナー液晶 / 分子集合フィバー / 強誘電 / 自己組織化 / 分極 / 発光 / 分子集合ファイバー
研究実績の概要

本研究の目的は、電子・光機能性を有する電場感応答性分子集合体を創製することである。特にスルホニル基やホスフィンオキシド基の永久双極子と電子受容性を活用した新しいπ共役液晶や分子集合体ファイバーを開発することを目指した。

電場感応性トリアリールホスフィンオキシド液晶の創製:プロペラ型分子構造を有する長鎖アルキル基置換トリアリールホスフィンオキシド誘導体を設計・合成した。これらの分子は、室温でヘキサゴナルカラムナー液晶相を発現した。パターン化ITO電極間に液晶試料を封入し、直流電場を印加したところ、カラム構造のモノドメイン垂直配向が得られた。これはカラム軸方向に一次元的に配列したホスフィンオキシド基の双極子モーメントに起因すると考えられる。YAGレーザーを用いてTime-of-Flight(TOF)法により電荷移動度の測定を行った。カラムナー液晶相において約10-3 cm2V-1s-1のホール移動度を示すことが明らかとなった。さらに電荷輸送機能の向上を目指して、チオフェン環やオキサゾール環を導入することでπ共役構造を伸長した誘導体を合成した。これらについても、室温を含む幅広い温度範囲でヘキサゴナルカラムナー液晶相を発現させることに成功し、溶液状態および薄膜状態で高効率に発光する液晶材料を構築することができた。

環化トリアリールボロン液晶の電荷輸送機能評価:ディスク状分子構造を有する長鎖アルキル基が置換した環化トリアリールボロン誘導体は室温を含む幅広い温度範囲でヘキサゴナルカラムナー液晶相を示すことが共同研究者らにより見出されている。本研究では、ポリイミド配向膜を利用することにより、この環化ボロン液晶をモノドメイン垂直配向させることに成功した。さらに、TOF測定により液晶状態で電子およびホールが伝導することを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] A Planarized Triphenylborane Mesogen: Discotic Liquid Crystals with Ambipolar Charge-Carrier Transport Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Tomokatsu Kushida, Ayumi Shuto, Masafumi Yoshio, Takashi Kato, Shigehiro Yamaguchi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 54 号: 23 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1002/anie.201502678

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of π-Conjugated Columnar Liquid Crystals Containing Polar Groups2015

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yoshio, Zheng Zhen, Takashi Kato
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会
    • 発表場所
      千葉県、船橋市、日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性オリゴチオフェン誘導体の室温における可逆的メカノクロミックルミネッセンス2014

    • 著者名/発表者名
      三谷真人、山根祥吾、吉尾正史、加藤隆史
    • 学会等名
      日本化学会第4回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京、タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 機械的刺激応答性を有するオリゴチオフェン誘導体の開発:室温における可逆的発光色変化2014

    • 著者名/発表者名
      三谷真人、山根祥吾、吉尾正史、加藤隆史
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎県、長崎市、長崎大学
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 機械的刺激に応答して発光色が可逆的に変化するオリゴチオフェン誘導体の開発2014

    • 著者名/発表者名
      三谷真人、山根祥吾、吉尾正史、加藤隆史
    • 学会等名
      2014年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      島根県、松江市、くにびきメッセ
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Redox Switchable Liquid Crystal Having Stable Organic Radical Moieties2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Eimura, Masafumi Yoshio, Takashi Kato
    • 学会等名
      25th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Ireland, Dublin, Trinity College
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スルホニル基を分子中央に有する屈曲性分子の液晶自己組織化

    • 著者名/発表者名
      吉尾正史、小西玲久、加藤隆史
    • 学会等名
      高分子学会
    • 発表場所
      京都国際会館、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電場配向性を有するカラムナー液晶及び自己組織化ファイバーの構築

    • 著者名/発表者名
      小西玲久、吉尾正史、加藤隆史
    • 学会等名
      日本化学会液晶化学研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所筑波センター、茨城県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液晶を活用する相分離構造形成と配向制御による機能材料創製

    • 著者名/発表者名
      吉尾正史
    • 学会等名
      日本液晶学会
    • 発表場所
      東陽テクニカ本社、東京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Electric Field-Responsive Liquid Crystals and Nanofibers toward Organic Electronics

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yoshio
    • 学会等名
      The 1st International Symposium for Young Chemists on Stimuli-Responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
    • 発表場所
      品川TOKOホテル、東京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Columnar Liquid-Crystalline π-Conjugated Sulfones

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yoshio
    • 学会等名
      日本MRS学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Handbook of Liquid Crystals 2nd Edition2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yoshio and Takashi Kato
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] イオン液体の科学:新世代液体への挑戦2013

    • 著者名/発表者名
      吉尾正史、一川尚広、加藤隆史
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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