高次光励起による光応答性分子結晶のフォトメカニカル新現象の開拓

2018 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築
• 研究課題/領域番号: 26107013
• 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: 大阪市立大学
• 研究代表者: 小畠 誠也 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00325507)
• 研究協力者: 北川 大地
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: 結晶 / フォトクロミズム / 複合光応答 / 結晶成長 / 相転移 / ジアリールエテン / 光誘起形状変化 / フォトメカニカル効果

研究成果の概要

光によって駆動するフォトメカニカル結晶は、光エネルギーを直接力学的エネルギーに変換でき、遠隔操作で機能できるフォトアクチュエーターとしての応用が期待できる。これまでに、ジアリールエテン結晶の収縮、伸長、屈曲などのフォトメカニカル挙動が報告されている。本研究では、既存のものとは異なるフォトメカニカル新現象の発現とそのメカニズムの解明を目指し、主に光誘起屈曲挙動の定量的評価、照射光強度依存性、照射波長依存性、偏光方向依存性、照射方向依存性、相転移を伴う特異な光誘起屈曲挙動、光誘起砕破挙動、フォトアクチュエータとしてのアプリケーションについての研究成果が得られた。

自由記述の分野

機能材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果は現在電気で動くアクチュエータとは異なり、微細領域で使用できる新しいアクチュエータとして機能することを示した。特に、光で駆動するアクチュエータはフォトアクチュエータと呼ばれ、電気配線を必要とせず、遠隔から光照射によって物体を曲げたり伸縮させたり、場合によってはねじったり破砕したりできる。本研究でそのメカニズムを明らかにし、光照射によって結晶表面からの反応深さが重要であることを明らかにしている。照射方法を工夫することで異なる動きを見出したことは本研究の意義の大きいところである。本研究成果は学術論文43報をはじめとして、学会発表、特許出願、新聞掲載などで公表した。