イオン雰囲気下における液晶系の分子シンクロナイゼーションと情報変換機能の制御

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11167219
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 西尾 嘉之 東京農工大学, 工学部, 教授 (00156043)
• 研究分担者: 宮下 美晴 東京農工大学, 工学部, 助手 (00293259)
• キーワード: 分子シンクロナイゼーション / 液晶系 / イオン性粒子 / 糖質高分子 / セルロース誘導体 / コレステロール誘導体 / 情報変換機能

研究概要

本研究では、液晶(高)分子とイオン性粒子またはゲスト分子との共存系を対象に、両者の間に相互作用の協調・同期性を介在させ、電場等の刺激によってイオンの移動や官能基間相互作用を誘起し、マクロな材料としての性質を外部制御しうる新たな情報変換・伝達システムを構築することを目的とした。リオトロピック液晶とサーモトロピック液晶の各系について以下のような成果が得られた。
1.糖質高分子/塩イオン共存リオトロピック系
(1)セルロースのヒドロキシプロピルエーテル誘導体(HPC)の濃厚水溶液について、コレステリック液晶のラセン周期およびLCSTが、共存塩イオンのカオトロピック効果の大小序列に対応して、それぞれ増減、昇降することを明らかにし、添加塩の適宜選択により本系を所望の液晶呈色状態・透明度に制御可能とした。
(2)環境温度一定で、上記液晶系のコレステリックカラー及び透明度を、電場刺激の下、イオン分布変動にシンクロさせて外部制御する基本コンセプトと実験手法を確立し、新タイプの調光・遮光機能材料の設計を可能とした。印加電圧のシグナル波形のバリエーションアップと定量的な電位差測定が今後の課題である。
(3)HPCリオトロピック液晶について、共存イオンとしてのアミノ酸の添加効果、液晶組織固定化ネットワークの形成法、等に関する予備実験を行い、有用データを得た。次年度に系統的実験遂行の予定である。
2.コレステロール誘導体及び錯形成物のサーモトロピック液晶並びに液晶ガラス
イオン性官能基を側鎖末端に有するテレフタル酸モノコレステリルエステル、及びそれと長鎖脂肪族モノアミンとの1:1錯塩型コンプレックスを主対象に、それらの相転移スキームを完成させるとともに、室温以下で形成される液晶ガラスについて、エンタルピー緩和挙動に及ぼすアミン鎖長の効果を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Kenshi Miura: "Thermal and Viscoelastic Properties of Alginate/Poly (vinyl alcohol) Blends Cross-linked with Calcium Tetraborate"Carbohydr. polym.. 39巻. 139-144 (1999)
• [文献書誌] Yoshiyuki Nishio: "Water-Soluble Polymer Blends with Partially Deacetylated Chitin : A Miscibility Characterization"J. Polym. Sci., Part B, Polym. Phys.. 37巻. 1533-1538 (1999)
• [文献書誌] 朝比奈大輔: "ヒドロキシプロピルキトサンの合成と相挙動観察"繊維学会誌. 55巻・1号. 28-33 (1999)
• [文献書誌] Noritaka Kimura: "Sedimentation-Equilibrium Measurements and Data Analysis with a Beckman Ultracentrifuge XL-A"Polym. International. (発表予定).
• [文献書誌] Masafumi Yoshio: "Enthalpy Relaxation Analysis of Liquid-Crystalline Glasses of an Esterified Cholesterol Derivative and its Complex Salts with Aliphatic Ainines"(発表予定).
• [文献書誌] 西尾嘉之: "セルロースの事典(第5章、5-3,セルロース系ゲル・液晶・ブレンド)"朝倉書店 (印刷中).