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2020 年度 実績報告書

ソフトクリスタルの熱機械的評価手法ならびに制御手法の開拓

計画研究

研究領域ソフトクリスタル:高秩序で柔軟な応答系の学理と光機能
研究課題/領域番号 17H06368
研究機関横浜市立大学

研究代表者

高見澤 聡  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (90336587)

研究分担者 黒田 玲子  中部大学, 先端研究センター, 特任教授 (90186552)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワード超弾性
研究実績の概要

有機固体が発現する超弾性(“有機超弾性”)を基軸としてソフトクリスタルの形態制御ならびに物性変調への展開を行う。超弾性は形状記憶合金(もしくは超弾性合金)として知られる特殊な合金の特異な物理特性としてこれまで極めて限定的に発展してきた。有機超弾性は化学に現れた新しい固体特性であり、化学的手法による超弾性研究が可能な新しいステージに入っている。本研究では(1)有機超弾性結晶の創製および手法の開拓、(2)物性評価手法の深化発展、ならびに(3)超弾性とカップルする光学物性変調特性の開拓を目指し、実験研究を行った。
本年は前年までの研究をさらに推進し、有機超弾性体の分子種の拡張と変形特性の多様化について実験研究を継続して行い、超弾性・形状記憶効果・クロミズム現象と言ったソフトクリスタルの機能開拓・設計において重要となる知見の獲得と解析を行った。
結晶の応力誘起の非拡散変態は、除荷時に自発復元性を示す“超弾性”と、自発復元せず永久歪みを残す“強弾性”とに大別できることを示してきており、本年度は分子構造と分子間相互作用などで比較を可能とする多種の有機単結晶体での研究の積み重ねを行った。また、変形時のの超弾性および強弾性の発現性について、結晶構造解析・応力測定による温度依存性・外形変形性等を比較検討することで、有機結晶体における形状変化においては本質的に高い異方性を示すのが明らかになりつつある。有機超弾性変形にかかわる物理特性をどのように開拓・制御するのかが材料化研究では課題となるが、迅速に有機超弾性結晶を開拓できる状況に至った。

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

超弾性および強弾性を示す有機結晶体について、予定通り低分子有機結晶体での探索が進んだため。

今後の研究の推進方策

有機超弾性物質の探査および物性観測データの蓄積により、ソフトクリスタル領域研究者との連携によりソフトクリスタルの学理深化を目指す。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Organoferroelastic Crystal Prepared by Supramolecular Synthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Toshiyuki、Sakamoto Shunichi、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 1935~1939

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.9b01606

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescent Ferroelastic Molecular Crystals2020

    • 著者名/発表者名
      Seki Tomohiro、Feng Chi、Kashiyama Kentaro、Sakamoto Shunichi、Takasaki Yuichi、Sasaki Toshiyuki、Takamizawa Satoshi、Ito Hajime
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 8839~8843

    • DOI

      10.1002/anie.201914610

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A superelastochromic crystal2020

    • 著者名/発表者名
      Mutai Toshiki、Sasaki Toshiyuki、Sakamoto Shunichi、Yoshikawa Isao、Houjou Hirohiko、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 1824

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15663-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ferroelasticity with a Biased Hysteresis Loop in a Co-Crystal of Pimelic Acid and 1,2-Di(4-pyridyl)ethane2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Toshiyuki、Sakamoto Shunichi、Nishizawa Keigo、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 3913~3917

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00221

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strictly Regulated Two-Dimensional Slippage in a Lamellar Single Crystal of 5-Fluorouracil2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Toshiyuki、Miyamoto Yasuhiro、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 4779~4782

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00535

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flash Shape-Memorization Processing and Inversion of a Polar Direction in a Chiral Organosuperelastic Crystal of 1,3,5-Tricyanobenzene2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Toshiyuki、Sakamoto Shunichi、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 4621~4626

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00431

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-Diversified Anisotropic Superelasticity and Ferroelasticity in a 3-Methyl-4-Nitrobenzoic Acid Crystal2020

    • 著者名/発表者名
      Takasaki Yuichi、Sasaki Toshiyuki、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 6211~6216

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c00964

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organoferroelasticity Mediated by Water of Crystallization2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Toshiyuki、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 6990~6994

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c01041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Twinning-Based Organosuperelasticity and Chirality in a Single Crystal of an Achiral Donor?Acceptor Type Schiff Base Induced by Charge-Transfer Interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Toshiyuki、Sakamoto Shunichi、Takamizawa Satoshi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 20 ページ: 8079~8083

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.0c01350

    • 査読あり
  • [学会発表] 有機超弾性を礎とする有機結晶の厳密固体変形性2021

    • 著者名/発表者名
      高見澤聡
    • 学会等名
      ソフトクリスタル第6回公開シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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