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2021 年度 実績報告書

発動分子集積体の光力学機能創出とフィルムデバイスの創成

計画研究

研究領域発動分子科学:エネルギー変換が拓く自律的機能の設計
研究課題/領域番号 18H05422
研究機関東京工業大学

研究代表者

宍戸 厚  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40334536)

研究分担者 赤松 範久  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (50806734)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード光機能 / 高分子 / 液晶 / 発動分子
研究実績の概要

本研究課題では,時空間的に強度が変調した光による新しいエネルギー変換プロセスを開拓する。光の時空間変調による分子配向集積化,光ー力学エネルギー変換プロセス解析,発動分子集積フィルムの創製と機能評価に焦点を絞り,分子配向フィルムの特異的光力学機能を創出し,革新デバイスを創成することを目的とする。本提案で開拓する分子配向法は,光化学反応で生じる空間的な化学ポテンシャル変化を分子配向の駆動力とする。したがって,対象とする分子の構造依存性が極めて低い点に特徴がある。本年度は以下の2点に焦点を絞り研究を遂行した。
(1) 動的光重合による相分離構造の配向制御 空間選択的な光重合により分子配向を面内・面外へ三次元パターニングができることを昨年度までに確認した。本年度は,分子配向技術を一層展開して,光重合過程で生じる相分離構造の制御に取り組んだ。これまでの動的光重合で誘起された分子配向フィルムの冷却条件を最適化すると共に,光重合条件を詳細に検討し,相分離構造が大面積に誘起できることを明らかにした。またリアルタイム観察により,相分離構造が形成される過程を可視化するとともに,メカニズムの考察を行った。
(2) 液晶の非線形光学効果を利用した分子配向制御における偏光の効果 色素と液晶の非線形光学効果を利用した分子配向について検討した。昨年度は初期の配向状態を変化させやすい外部刺激を与えることにより,分子配向変化の感度を格段に向上することに成功した。本年度は偏光状態が分子配向変化挙動に与える影響について検討する。入射直線偏光の偏波面依存性に加え,円偏光の入射による非線形光学効果を調べた。

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

概ね順調に進展し計画に沿った研究実績が得られた。

今後の研究の推進方策

次年度は以下の2点に焦点を絞り研究を推進する。
(1) 動的光重合による配向挙動解析と表面凹凸構造の作製
今年度は動的光重合による相分離構造の制御を検討した。今後は,光照射過程における分子の拡散と移動がもたらす重合挙動,分子配向プロセス,および表面凹凸構造形成挙動について検討する。
(2) 液晶の非線形光学効果を利用した分子配向制御
色素と液晶の非線形光学効果を利用した分子配向について検討する。今年度は偏光の影響について検討した。今後は,酸化亜鉛ナノロッドを添加した色素ドープ液晶における非線形光学効果を調べ,新たな機能発現を図る。

  • 研究成果

    (64件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (53件) (うち国際学会 19件、 招待講演 11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Validation of theoretical analysis of surface bending strain in polymer films by surface-labeled grating method2022

    • 著者名/発表者名
      R. Taguchi, A. Fujisawa, M. Kishino, K. Kuwahara, N. Akamatsu, M. Fukuhara, A. Shishido
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 12 ページ: 015324

    • DOI

      10.1063/5.0077846

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unidirectional Alignment of Surface-Grafted ZnO Nanorods in Micrometer-Thick Cells Using Low-Molecular-Weight Liquid Crystals2022

    • 著者名/発表者名
      K. Ogata, K. Matsumoto, Y. Kobayashi, S. Kubo, A. Shishido
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 ページ: 689

    • DOI

      10.3390/molecules27030689

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of bending hysteresis by real-time monitoring of curvature in flexible polymeric films2021

    • 著者名/発表者名
      R. Taguchi, K. Kuwahara, N. Akamatsu, A. Shishido
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 17 ページ: 4040-4046

    • DOI

      10.1039/d0sm02233k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular reorientation behaviour of oligothiophene-doped polymer-stabilized liquid crystals irradiated with collimated laser beam2021

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, K. Usui, N. Akamatsu, A. Shishido
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 713 ページ: 46-54

    • DOI

      10.1080/15421406.2020.1856532

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid crystal polymer networks directed by scanning wave photopolymerisation of oxetane monomer and crosslinker2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, K. Hisano, M. Aizawa, M. Ishizu, N. Akamatsu, A. Shishido
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 713 ページ: 37-45

    • DOI

      10.1080/15421406.2020.1856531

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wideband Reflection Wavelength Tuning by Bending of Cholesteric Liquid Crystal Elastomer Films2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kishino, N. Akamatsu, R. Taguchi, S. Kubo, K. Hisano, O. Tsutsumi, A. Shishido
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 129 ページ: 164701

    • DOI

      10.1063/5.0044216

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Deformable Low-Threshold Optical Limiter with Oligothiophene-Doped Liquid Crystals2021

    • 著者名/発表者名
      K. Usui, K. Matsumoto, E. Katayama, N. Akamatsu, A. Shishido
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 13 ページ: 23049-23056

    • DOI

      10.1021/acsami.1c06951

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of Diffractive Waveplates by Scanning Wave Photopolymerization with Digital Light Processor2021

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura, Y. Kobayashi, M. Ota, M. Aizawa, S. Kubo, A. Shishido
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci. Technol.

      巻: 34 ページ: 225-230

    • DOI

      10.2494/photopolymer.34.225

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photohardenable Pressure-Sensitive Adhesives using Poly(methyl methacrylate) containing Liquid Crystal Plasticizers2021

    • 著者名/発表者名
      M. Koike, M. Aizawa, H. Minamikawa, A. Shishido, T. Yamamoto
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 13 ページ: 39949-39956

    • DOI

      10.1021/acsami.1c11634

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oriented collagen films with high Young's modulus by self-assembly on micrometer grooved polydimethylsiloxane2021

    • 著者名/発表者名
      M. Aizawa, H. Nakamura, K. Matsumoto, T. Oguma, A. Shishido
    • 雑誌名

      Mater. Adv.

      巻: 2 ページ: 6984-6987

    • DOI

      10.1039/d1ma00642h

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Quantitative analysis of surface bending strain in polymeric films by surface labeled grating method2021

    • 著者名/発表者名
      A. Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecules flow and align by scanning wave photopolymerization2021

    • 著者名/発表者名
      A. Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Real-time analysis of surface strain in bending films for development of flexible devices2021

    • 著者名/発表者名
      A. Shishido
    • 学会等名
      28th International Display Workshops (IDW'21)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale Analysis of Surface Bending Strain in Film Substrates for Development of Flexible Electronic Devices2021

    • 著者名/発表者名
      A. Shishido
    • 学会等名
      2021 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photoalignment controls of liquid crystals for photonic materials design2021

    • 著者名/発表者名
      A. Shishido
    • 学会等名
      SPIE Organic Photonics + Electronics, Liquid Crystals XXV
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative surface bending strain analysis of flexible films by surface labeled grating method2021

    • 著者名/発表者名
      A. Shishido
    • 学会等名
      SPIE Organic Photonics + Electronics, Molecular and Nano Machines IV
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 曲がるデバイス創製のための湾曲フィルム力学解析2021

    • 著者名/発表者名
      宍戸 厚
    • 学会等名
      第30回ポリマー材料フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 光誘起分子拡散が引き起こす配向パターニング2021

    • 著者名/発表者名
      宍戸 厚
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 動く光で分子を並べる 動的光重合による分子の配向パターニングと機能性フィルムの創製2021

    • 著者名/発表者名
      宍戸 厚
    • 学会等名
      第120回プラスチックフィルム研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性フィルムのひずみ計測によるフレキシブル力学の構築2021

    • 著者名/発表者名
      宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年度第1回フィルム物性研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 動く光を利用した分子配向技術と光機能創出2021

    • 著者名/発表者名
      宍戸 厚
    • 学会等名
      新化学技術推進協会(JACI)電子情報技術部会ナノフォトニクスエレクトロニクス交流会講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Scanning wave photopolymerization generates molecular alignment template for liquid crystal2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kobayashi, Norihisa Akamatsu, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical limiting behavior of oligothiophene dye-doped liquid crystals induced by collimated laser beam2021

    • 著者名/発表者名
      Kohsuke Matsumoto, Koji Usui, Norihisa Akamatsu, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会
  • [学会発表] Internal strain analysis in bending silicone elastomer through selective reflection of cholesteric liquid crystal sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kishino, Norihisa Akamatsu, Ryo Taguchi, Kyohei Hisano, Osamu Tsutsumi, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous control of molecular alignment and surface structures by patterned photopolymerization2021

    • 著者名/発表者名
      Sayuri Hashimoto, Norihisa Akamatsu, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymerization behavior under molecular diffusion conditions caused by scanning wave photopolymerization2021

    • 著者名/発表者名
      Takuto Ishiyama, Yoshiaki Kobayashi, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会
  • [学会発表] Cycloidal molecular orientation induced by scanning wave photopolymerization2021

    • 著者名/発表者名
      Hirona Nakamura, Yoshiaki Kobayashi, Megumi Ota, Miho Aizawa, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
    • 国際学会
  • [学会発表] Unidirectional alignment of polymer-grafted ZnO nanorods in liquid-crystalline polymer films2021

    • 著者名/発表者名
      Kaho Ogata, Yoshiaki Kobayashi, Kohsuke Matsumoto, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      Optics in Liquid Crystal Conference 2021 (OLC2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantification of internal strain in bent silicone elastomers via selective reflection of cholesteric liquid crystals2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Kishino, Norihisa Akamatsu, Ryo Taguchi, Shoichi Kubo, Kyohei Hisano, Osamu Tsutsumi, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      Optics in Liquid Crystal Conference 2021 (OLC2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Scanning wave photopolymerization: effect of molecular diffusion of liquid-crystalline monomers on polymerization behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Takuto Ishiyama, Yoshiaki Kobayashi, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      Optics in Liquid Crystal Conference 2021 (OLC2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear optical molecular reorientation of oligothiophene-doped fluorinated liquid crystals2021

    • 著者名/発表者名
      Junki Yokota, Kohsuke Matsumoto, Koji Usui, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      Optics in Liquid Crystal Conference 2021 (OLC2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of surface structures by photoinduced molecular diffusion2021

    • 著者名/発表者名
      Sayuri Hashimoto, Norihisa Akamatsu, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      Optics in Liquid Crystal Conference 2021 (OLC2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-dimensional molecular orientation directed by scanning wave photopolymerization with digital light processor2021

    • 著者名/発表者名
      Hirona Nakamura, Yoshiaki Kobayashi, Megumi Ota, Miho Aizawa, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      Optics in Liquid Crystal Conference 2021 (OLC2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Precision polymerization of a degradable block copolymer containing a nematic liquid-crystalline polymer block2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Taguchi, Shoichi Kubo, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      Optics in Liquid Crystal Conference 2021 (OLC2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 湾曲高分子フィルム表面のひずみ経時変化解析2021

    • 著者名/発表者名
      張 鈺昊, 岸野 真之, 松本 浩輔, 田口 諒, 赤松 範久, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] シアノビフェニル骨格を有する異方性メタクリレートの動的光重合による分子配向誘起2021

    • 著者名/発表者名
      冨田 加菜子, 石山 拓途, 中村 紘菜, 小林 吉彰, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 両親媒性液晶ブロックコポリマーの合成と物性評価2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋 海采, 田口 大祐, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 色素ドープ液晶の光応答挙動における入射光波長の影響2021

    • 著者名/発表者名
      北野 智大, 横田 純輝, 松本 浩輔, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 液晶高分子修飾ZnOナノロッドの合成と物性評価2021

    • 著者名/発表者名
      中野 果穂, 緒方 夏帆, 田口 大祐, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 分解能を有する液晶ジブロックコポリマーの合成と選択的分解挙動2021

    • 著者名/発表者名
      田口 大祐, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 高分子安定化色素ドープ液晶の円偏光応答挙動における高分子濃度の影響2021

    • 著者名/発表者名
      本山 未来, 横田 純輝, 松本 浩輔, 久保 祥一, 宍戸 厚, 佐々木 健夫
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 三層高分子フィルムの湾曲に伴う表面ひずみの抑制2021

    • 著者名/発表者名
      矢本 卓也, 張 鈺昊, 岸野 真之, 赤松 範久, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 傾斜凹凸基板を利用した配向コラーゲンフィルムの作製2021

    • 著者名/発表者名
      中村 紘菜, 飯野 晶嶺, 松本 浩輔, 相沢 美帆, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 異なる構造を有する高分子フィルムの湾曲クリープ挙動解析2021

    • 著者名/発表者名
      于 佳芸, 張 鈺昊, 岸野 真之, 田口 諒, 赤松 範久, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 動的光照射が引き起こす流動場における異方性モノマーの高効率重合挙動2021

    • 著者名/発表者名
      石山 拓途, 小林 吉彰, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] ZnOナノロッドを分散した一軸配向液晶高分子フィルムの異方熱伝導2021

    • 著者名/発表者名
      緒方 夏帆, 小林 吉彰, 松本 浩輔, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] フッ素系液晶をホストとしたオリゴチオフェン色素ドープ液晶の高感度光分子配向2021

    • 著者名/発表者名
      横田 純輝, 松本 浩輔, 臼井 鴻志, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] オリゴチオフェン色素ドープ液晶の非線形光学応答におけるホスト液晶の影響2021

    • 著者名/発表者名
      横田 純輝, 松本 浩輔, 臼井 鴻志, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] コレステリック液晶エラストマーの湾曲による広帯域反射光波長制御2021

    • 著者名/発表者名
      岸野 真之, 赤松 範久, 田口 諒, 久保 祥一, 久野 恭平, 堤 治, 宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] ストライプ光重合が誘起する分子拡散を利用した表面構造の形成挙動解析2021

    • 著者名/発表者名
      橋本 彩有里, 赤松 範久, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] 空間選択的な光重合過程における周期構造形成と光学解析2021

    • 著者名/発表者名
      中村 紘菜, 小林 吉彰, 相沢 美帆, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] 分解性液晶ジブロック共重合体の合成と選択的分解挙動2021

    • 著者名/発表者名
      田口 大祐, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] 光重合誘起分子拡散場を利用した異方性メタクリレートの重合挙動2021

    • 著者名/発表者名
      石山 拓途, 小林 吉彰, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] ZnOナノロッド分散配向液晶高分子フィルムの異方熱伝導2021

    • 著者名/発表者名
      緒方 夏帆, 小林 吉彰, 松本 浩輔, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] パターン光照射による液晶高分子フィルムの表面構造形成2021

    • 著者名/発表者名
      橋本 彩有里,赤松 範久,久保 祥一,宍戸 厚
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 光重合を利用した液晶高分子の三次元配向構造制御2021

    • 著者名/発表者名
      小林 吉彰,久保 祥一,梶谷 孝,福島 孝典,宍戸 厚
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 機械学習を利用した繰り返し湾曲による高分子フィルムの疲労寿命予測2021

    • 著者名/発表者名
      岸野 真之,田口 諒,赤松 範久,宍戸 厚
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 高分子安定化色素ドープ液晶の分子配向変化に基づく異方的回折光回転挙動2021

    • 著者名/発表者名
      松本 浩輔,臼井 鴻志,久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 空間選択的な光重合により形成する周期的相分離構造の解析2021

    • 著者名/発表者名
      中村 紘菜, 小林 吉彰, 相沢 美帆, 久保 祥一, 宍戸 厚
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 異方性メタクリレートの光重合挙動における分子拡散の影響2021

    • 著者名/発表者名
      石山 拓途,小林 吉彰,久保 祥一,宍戸 厚
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 湾曲高分子フィルムの表面ひずみ経時変化解析2021

    • 著者名/発表者名
      張 鈺昊,田口 諒,岸野 真之,赤松 範久,久保 祥一,宍戸 厚
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 一軸配向性酸化亜鉛ナノロッド液晶高分子フィルムの作製と異方熱伝導2021

    • 著者名/発表者名
      緒方 夏帆,小林 吉彰,松本 浩輔,久保 祥一,宍戸 厚
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [学会発表] 機械学習を利用した湾曲高分子フィルムの疲労寿命予測2021

    • 著者名/発表者名
      岸野 真之,田口 諒,赤松 範久,宍戸 厚
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
  • [備考] 宍戸・久保研究室

    • URL

      www.polymer.res.titech.ac.jp

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公開日: 2022-12-28  

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