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2015 年度 実績報告書

表面/界面規制に基づく機能性高分子の光配向構造制御ならびに機能発現応答材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 15H03869
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

川月 喜弘  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60271201)

研究分担者 春山 雄一  兵庫県立大学, 付置研究所, 准教授 (10316036)
近藤 瑞穂  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70447564)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード高分子液晶 / 光機能性高分子 / 光配向 / 光応答性 / 外部応答液晶フィルム
研究実績の概要

本研究では異なる特性を有する分子間での水素結合やハロゲン結合などの非共有結合、ならびに界面での縮合反応などにより高分子フィルムに光反応性メソゲンを選択的に導入し、外部刺激によって可逆的に脱着再結合、さらに界面光配向制御により機能性発現を制御できうる材料の創成を目指している。27年度は、異なる高分子-低分子の相互作用や縮合反応による新たな機能性の発現や機能性反応基を合成することに成功し、光配向の分野において新たな可能性を見いだすとともに、光配向の表面配向状態をNEXAFSにより詳細に解明した。主な成果は以下の3点である。
1:側鎖末端アルデヒドおよび低分子アミンの位置選択的(積層)界面縮合によってシッフベース基を選択的に形成することに成功し、その光配向挙動を詳細に解明した。
2:側鎖に水素結合性の置換基を有する光反応しない液晶高分子に、水素結合性の光反応性高分子を複合化することで、光配向性の付与を達成するとともに、その低分子を配向増幅時に除去することで非光反応性の分子配向フィルムの形成に成功した。
3:光架橋性の光配向性高分子液晶フィルムの配向状態(バルク状態の光学特性)がスペーサーの長さによって大きく異なるにもかかわらず、最表面においては、面内配向性が支配的であることをNEXAFSにより明らかにした。

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

最表面状態の配向挙動の解明、および異なる分子の反応による新たな機能性反応基を導入したフィルムの創出において、側鎖末端アルデヒドおよび低分子アミンの位置選択的(積層)界面縮合によってシッフベース基を選択的に形成、光配向挙動を解明するとともに、光配向性高分子液晶フィルムの配向状態(バルク状態の光学特性)がスペーサーの長さによって大きく異なるにもかかわらず、最表面においては、面内配向性が支配的であることをNEXAFSにより明らかにした。また、水素結合による配向性メソゲンの形成を具現化した。
これらから当初の目標を十分に達成できていると判断される。さらに、本研究助成で購入したインクジェットプリンタによる、非光反応成功節液晶フィルムへの光反応性の付与や、表面における選択的配向性メソゲンの形成など新たな展開も見いだされ、微細描画による分子配向フィルムの形成に成功している。

今後の研究の推進方策

本年度は、従来の研究計画に従って、機能性色素のその場反応による導入や、インクジェットプリンタによるその場反応や、フィルム厚さ方向への光配向性基の創出による3次元分子配向制御の実現を、これまでに見いだした系を用いて実現する。とくにこれまでに見いだしてきた水素結合性の機能性色素を用いて、光分子配向材料の3次元配向構造の制御と機能性材料の外部刺激による複合的な機能発現を目指す。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Influence of Film Thickness on the Reorientation Structure of Photoalignable Liquid Crystalline Polymer Films2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Taniguchi, M. Kondo, Y. Haruyama, S. Matsui, N. Kawatsuki
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 90 ページ: 290-294

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2016.03.025

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of UV-inactive photoaligned films by photoinduced orientation of H-bonded composites of non-photoreactive polymer and cinnamate derivativ2016

    • 著者名/発表者名
      S. Minami, M. Kondo, N. Kawatsuki
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 48 ページ: 267-271

    • DOI

      doi:10.1038/pj.2015.100

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal amplification of photoinduced cooperative reorientation of liquid crystalline copolymer films comprised of N-benzylideneaniline and benzoic acid side groups2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kawatsuki, K. Miyake, M. Kondo
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 617 ページ: 14-20

    • DOI

      DOI 10.1080/15421406.2015.1075366

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoinduced orientation of hydrogen bonding liquid crystalline polymers/pyridine derivatives composite films2015

    • 著者名/発表者名
      S. Minami, R. Ashizawa, M. Kondo, N. Kawatsuki
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 617 ページ: 40-49

    • DOI

      DOI: 10.1080/15421406.2015.1075817

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ formation of photoalignable N-benzylideneaniline side groups and control of photoinduced reorientation in polymethacrylate with 4-oxybenzaldehyde side groups and 4-methoxyanilline composite films2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kawatsuki, Kazutoshi Miyake, Hiromi Ikoma, M. Kondo, T. Sasaki, H. Ono
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 77 ページ: 239-245

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2015.09.057

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Facile Fabrication, Photoinduced Orientation, and Birefringent Pattern Control of Photoalignable Films Comprised of N-Benzylideneaniline Side Groups2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kawatsuki, K. Miyake, M. Kondo
    • 雑誌名

      ACS Macro Lett.

      巻: 4 ページ: 764-768

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.5b00357

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Orientation Structure in the Bulk and at the Near-surface of a Photoalignable Liquid Crystalline Polymer Film2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kawatsuki, Y. Taniguchi, M. Kondo, Y. Haruyama, S. Matsui
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 48 ページ: 2203-2210

    • DOI

      DOI 10.1007/s00340-015-6124-y

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoinduced orientation of photoresponsive copolymers with N-benzylideneaniline and nonphotoreactive mesogenic side groups2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kawatsuki, T. Washio, J. Kozuki, M. Kondo, T. Sasaki, H. Ono
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 56 ページ: 318-326

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2014.11.007

    • 査読あり
  • [学会発表] 自由界面からの高分子液晶の面内/面外配向制御と三次元光配向パターン化薄膜の作製2016

    • 著者名/発表者名
      三宅一世・近藤瑞穂・岡田真・松井真二・川月喜弘
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      京都(同志社大学 京田辺キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Comparison of photoinduced molecular reorientation in bulk and at the near-surface of photoalignable liquid-crystalline polymeric film2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Taniguchi, Y. Inada, M. Kondo, Y. Haruyama, S. Matsui, N. Kawatsuki
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem), Hawaii (Hawaii Convention Center), USA
    • 発表場所
      Hawaii (Hawaii Convention Center), USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile fabrication of photoalignable films fabricated from polymethacrylate with 4-oxybenzaldehyde side groups and 4-methoxyaniline composites2015

    • 著者名/発表者名
      K. Miyake, M. Kondo, N. Kawatsuki
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem), Hawaii (Hawaii Convention Center), USA
    • 発表場所
      Hawaii (Hawaii Convention Center), USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal amplification of the photoinduced orientation of copolymethacrylate films comprised of 4-oxybenz aldehyde and benzoic acid side groups with 4-methoxyaniline2015

    • 著者名/発表者名
      R. Fujii, M. Kondo, N. Kawatsuki
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem), Hawaii (Hawaii Convention Center), USA
    • 発表場所
      Hawaii (Hawaii Convention Center), USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoinduced orientation of non-photoreactive liquid crystalline polymer doped with cinnamic acid derivatives via H-bond2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kawatsuki, S. Minami, R. Fujii, M. Kondo
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Advanced Display Materials and Devices (ADMD 2015)
    • 発表場所
      Gyeongju (The K-Hotel)
    • 年月日
      2015-10-22 – 2015-10-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reversible photoinduced bending behavior of cross-linked polymer films containing N-bensylideneaniline groups2015

    • 著者名/発表者名
      K. Makino, M. Kondo, K. Miyake, N. Kawatsuki
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Advanced Display Materials and Devices (ADMD 2015)
    • 発表場所
      Gyeongju (The K-Hotel), Korea
    • 年月日
      2015-10-22 – 2015-10-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoreaction and photolalignment behavior of N-bensylidenaniline liquid crystalline polymer comprised of various length of alkylene spacers2015

    • 著者名/発表者名
      J. Kozuki, M. Kondo, T. Sasaki, H. Ono, N. Kawatsuki
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Advanced Display Materials and Devices (ADMD 2015)
    • 発表場所
      Gyeongju (The K-Hotel), Korea
    • 年月日
      2015-10-22 – 2015-10-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoinduced orientation of non-photoreactive liquid crystalline polymer doped with cinnamic acid derivatives via H-bond2015

    • 著者名/発表者名
      S. Minami, M. Kondo, N. Kawatsuki
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Advanced Display Materials and Devices (ADMD 2015)
    • 発表場所
      Gyeongju (The K-Hotel), Korea
    • 年月日
      2015-10-22 – 2015-10-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子/低分子複合材料で作製した側鎖に N-ベンジリデンアニリンと安息香酸を有する高分子液晶フィルムの光配向2015

    • 著者名/発表者名
      藤井良輔・三宅一世・近藤瑞穂・川月喜弘
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      宮城(東北大学 川内キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 側鎖にN-ベンジリデンアニリン及びフェニルアルデヒド誘導体を有する液晶コポリマーフィルムの光配向2015

    • 著者名/発表者名
      生駒裕美・三宅一世・近藤瑞穂・川月喜弘
    • 学会等名
      2016年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      神奈川(東京工業大学 すずかけ台キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] N-ベンジリデンアニリン側鎖高分子液晶の光配向とナノ配向制御2015

    • 著者名/発表者名
      川月喜弘
    • 学会等名
      平成27年度液晶交流会
    • 発表場所
      神奈川(東京工業大学 すずかけ台キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 昇華性低分子による自由界面からの面外/面内配向制御2015

    • 著者名/発表者名
      三宅一世・近藤瑞穂・川月喜弘
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      宮城(東北大学 川内キャンパス)
    • 年月日
      2015-08-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 高分子/低分子複合材料による高分子液晶フィルムのその場作製と配向パターニング2015

    • 著者名/発表者名
      三宅一世・近藤瑞穂・川月喜弘・佐々木友之・小野浩司
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      北海道(札幌コンベンションセンター)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] 三次元光配向性高分子液晶における薄膜内部および薄膜最表面における光配向2015

    • 著者名/発表者名
      谷口雄亮・稲田陽之助・近藤瑞穂・春山雄一・松井真二・川月喜弘
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      北海道(札幌コンベンションセンター)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] スペーサー長の異なる N-ベンジリデンアニリン含有高分子液晶の光反応・光配向2015

    • 著者名/発表者名
      上月潤二・鷲尾哲平・近藤瑞穂・川月喜弘・佐々木友之・小野浩司
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      北海道(札幌コンベンションセンター)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] 高分子/低分子複合材料で作製した N-ベンジリデンアニリンポリマーフィルムの二光束干渉露光による表面レリーフ形成2015

    • 著者名/発表者名
      藤井良輔・細田理沙・近藤瑞穂・佐々木友之・小野浩司・川月喜弘
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      北海道(札幌コンベンションセンター)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29

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公開日: 2017-01-06  

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