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本研究では、力学的刺激に応答する新たな分子ユニットの開発を指向し、高分子の一次・高次構造と力学的刺激応答性を明らかにすることを目的として研究を行った。これまでに申請者は、力学的な刺激によって安定な青色ラジカル種が与えられるジアリールベンゾフラノン(DABBF)誘導体を導入した高分子を用いて、繰り返しメカノクロミック特性を示す高分子の創製に携わってきた。しかしながら、このような特性を発現する分子骨格は非常に稀であり、解明されていない点は未だ多く存在していた。例えば、刺激応答性ユニットを有していても、高分子の種類や構造(側鎖や鎖末端に存在)によっては刺激応答性を示さないなどである。そのため、力学的応答性は化学種のみならず高分子の一次構造や高次構造の違いによって大きく異なると予測した。
とりわけ本研究では、高分子鎖の中心に力学刺激応答性骨格を有するポリマーを分子設計・合成し、効率的な力学的応答（着色）を示す分子骨格を調査することを目的とした。力学応答性をESR測定や紫外可視分光測定などにより定量的な解析を行い、動作原理の解明および普遍的な分子設計の提案を行うことを最終的な目標とした。
まず、高分子鎖中心に力学応答性分子を導入する系統的な方法の確立から研究に着手し、DABBF誘導体であるジオール化合物を出発原料とした開環重合法や、クリック反応を利用した高分子との結合反応による合成方法を確立した。これによりガラス転移温度・結晶性・分岐構造などを変化させた種々の力学応答性分子を鎖中心に有する高分子の合成に成功した。その結果、力学応答性はガラス転移温度や結晶性ドメインに強く影響をうけることや高分子の結晶化に伴うメカノクロミズム現象を新たに見出した。加えて、直鎖状・星型状の高分子における力学応答性を定量的に評価することで、星型高分子が高感度な力学応答性を示すことを明らかにした。
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