次世代共役ポリマーの超階層性らせん構造の制御と革新機能の創出

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17067003
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 京都大学 (2006-2008); 筑波大学 (2005)
• 研究代表者: 赤木 和夫 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20150964)
• 研究分担者: 後藤 博正 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (40292528)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: 共役ポリマー / 階層制御 / 機能制御 / ヘリカルポリアセチレン / キラル液晶場 / らせん構造 / キラル発光 / キラルドーパント

研究概要

本研究は、キラル液晶を反応場とする不斉重合法を確立し、ヘリカルポリアセチレン(H-PA)をはじめとする共役ポリマーの合成を展開した。主たる研究成果は次の通りである。1. 極限的にねじれたキラルネマチック(N*-LC)液晶場を構築することで、フィブリルの束を形成しないH-PAを合成した。2. H-PAのねじれの強さやらせんの向きを温度変化のみで制御した。3. H-PAのらせん形態を保持したヘリカルグラファイトを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Hierarchical Structures of Self-Assembled Helical Conjugated Polymers - Magnetically Forced Alignment of Liquid Crystalline Poly(meta-phenylene) Derivatives (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suda, J. Yoshida, S. N imori, K. Akagi
  • 雑誌名: Synth. Met. 159, No. 9-10 ページ: 943-948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advances in Liquid Crystalline Conjugated Polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A : Polym. Chem. (Highlight Review) 47, No.10 ページ: 2463-2485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macroscopically Aligned Helical Conjugated Polymers in Orientation-Controllable Chiral Nematic Liquid Crystal Field (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, T. Sato, M. Kyotani, K Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 42, No. 6 ページ: 1817-1823
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helical Polyacetylene - Origins and Synthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi, T. Mori
  • 雑誌名: The Chemical Record 8, No. 6 ページ: 395-406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Powerful Helicity Inducer : Axially Chiral Binaphthyl Derivatives (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Goh, K. Akagi
  • 雑誌名: Liq. Cry. 35, No. 8 ページ: 953-965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helical Carbon and Graphitic Films Prepared from Iodine-Doped Helical Polyacetylene Film using Morphology-Retaining Carbonization (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kyotani, S. Matsushita, T. Nagai, Y. Matsui, M. Shimomura, A. Kaito, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. Nature Materials(Highlight in Nature Materials) 130, No. 33 7 ページ: 10880-10881, 689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electro-optical Behavior of Ferroelectric Liquid Crystalline Polyphenylene Derivatives (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Suda, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 46, No. 11 ページ: 3591-3610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Switching of Linearly Polarized Emission in Liquid Crystallinity-Embedded Photoresponsive Conjugated Polymers (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Hayasaka, K. Tamura, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 41, No.7 ページ: 2341-2346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helicity-Controlled Liquid Crystal Reaction Field Using Nonbridged and Bridged Binaphthyl Derivatives Available for Synthesis of Helical Conjugated Polymers (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 41, No.3 ページ: 607-613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tubular-Shaped Nanocarbons Prepared from Polyaniline Synthesized by a Self-Assembly Process and Their Electrical Conductivity (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kyotani, H. Goto, K. Suda, T. Nagai, Y. Matsui, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotechnol. 8, No. 4 ページ: 1999-2004
  • 査読あり
• [雑誌論文] 共役系高分子の次世代光材料への期待-共重合型ポリ(エチレンジオキシチオフェン)誘導体の合成と光学的性質- (2008)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 鄭龍洙
  • 雑誌名: 化学工業 59, No. 1 ページ: 34-42
• [雑誌論文] Structural Properties of Carbon Prepared from Aligned Polyacetylene Thin Films (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kyotani, S. Matsushita, T. Nagai, Y. Matsui, K. Akagi
  • 雑誌名: Synth. Met. 157, No.13-15 ページ: 546-550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helical Polyacetylenes Synthesized in Helical Sense and Pitch Controllable Chiral Nematic Liquid Crystal with Unprecedented Temperature Dependence (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Goh, T. Matsushita, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 40, No. 14 ページ: 4762-4771
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Twisted Helical Polyacetylene with Morphology Free From Bundle of Fibrils Synthesized in Chiral Liquid Crystal Reaction Field (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Goh, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc., Science(Highlight in Science) 129, No. 27, 316 ページ: 8519-8527, 1814-1815
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyperstructured Polyacetylene (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 雑誌名: Polymer Int. 56, No. 10 ページ: 1192-1199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Liquid-Crystalline-Conjugated Polymers (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. (Accounts) 80, No, 4 ページ: 649-661
  • 査読あり
• [雑誌論文] キラル液晶場での共役ポリマーの合成と超階層構造制御および機能化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高文柱, 赤木和夫
  • 雑誌名: 表面 45, No. 5 ページ: 6-25
• [雑誌論文] Control of Linearly and Circularly Polarized Fluorescences on Photoresponsive Liquid Crystalline and Chiral Conjugated Polymer (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Hayasaka, K. Tamura, K. Akagi
  • 雑誌名: Trans. Mat. Res. Soc. Jpn. 32, No. 2 ページ: 395-398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Photoresponsive Liquid Crystalline Conjugated Polymers (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Hayasaka, K. Tamura, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Photopolym. Sci. & Tech. 19, No. 12 ページ: 29-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral BEDOT-based Copolymers Prepared by Chemical and Electrochemical Polymerization (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. S. Jeong, H. Goto, S. Iimura, T. Asano, K. Akagi
  • 雑誌名: Current Appl. Phys. 6, No. 5 ページ: 960-963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of PEDOT Derivatives Containing Liquid Crystalline Groups (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. S. Jeong, H. Goto, J. R. Reynolds, K. Akagi
  • 雑誌名: Current Appl. Phys. 6, No. 5 ページ: 956-959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertically Aligned Helical Polyacetylene Synthesized in Chiral Nematic Liquid Crystal under Magnetic Field (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Matsushita, M. J. Goh, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Current Appl. Phys. 6, No. 5 ページ: 952-955
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses of Highly Twisted Helical Polyacetylene under Nano-order Chiral Nematic Liquid Crystal Reaction Field (2006)
  • 著者名/発表者名: M. J. Goh, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Current Appl. Phys. 6, No. 5 ページ: 948-951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic Orientational Order of Polymer Chains in Helical Polyacetylene Thin Films Studied by Confocal Laser Raman Microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Ofuji, Y. Takano, Y. Houkawa, Y. Takanishi, K. Ishikawa, H. Takezoe, T. Mori, M. Goh, S. Guo, K. Akagi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 45, 3A ページ: 1710-1713
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically Active Electrochromism of Poly(3,4-ethylenedioxy thiphene) Synthesized by Electrochemical Polymerization in Lyotropic Liquid Crystal of Hydroxypropyl Cellulose/Water (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, K. Akagi
  • 雑誌名: Chem. Mater. 18, No. 2 ページ: 255-262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertically Aligned Polypyrrole Drawing a Fingerprint Array Prepared by Electrochemical Polymerization in Chiral Nematic Electrolyte (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A : Polym. Chem. 44, No. 2 ページ: 1042-1047
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液晶場での共役高分子超階層構造の構築 (2006)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 雑誌名: 応用物理(Front Cover) 76, No.12 ページ: 1439-1444
• [雑誌論文] キラル液晶場を用いた共役系高分子の合成と機能化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 雑誌名: 高分子(Front Cover) 55, No. 8 ページ: 607
• [雑誌論文] 不斉液晶反応場でのヘリカル共役ポリマーの合成とらせん構造形成メカニズム (2006)
  • 著者名/発表者名: 森泰蔵, 高文柱, 赤木和夫
  • 雑誌名: 液晶(Front Cover) 10, No. 2 ページ: 149-158
• [雑誌論文] キラル液晶反応場でのヘリカル共役ポリマーの合成とその新展開 (2006)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 後藤博正
  • 雑誌名: 化学 61, No. 3 ページ: 70-71
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Mono-Substituted Liquid Crystalline Polyacetylene Derivatives - Doping, Magnetic Orientation, and Photo-Isomerization (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, S. Nimori, K. Akagi
  • 雑誌名: Synth. Met. 155, No. 3 ページ: 576-587
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb-Blockade Transport in Quasi One-Dimensional Polymer Nanofibers (2005)
  • 著者名/発表者名: A. N. Aleshin, H. J. Lee, S. H. Jhang, H. S. Kim, K. Akagi, Y. W. Park
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 72, No. 15 ページ: 153202(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Helical Polyacetylene in Chiral Nematic Liquid Crystals using Crown Ether Type Binaphthyl Derivatives as Chiral Dopants (2005)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi, S. Guo, T. Mori, M. Goh, G. Piao, M. Kyotani
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 127, No. 42 ページ: 14647-14654
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Dimensional Transport in Polymer Nanowires (2005)
  • 著者名/発表者名: A. N. Aleshin, H. J. Lee, K. Akagi, Y W. Park
  • 雑誌名: Microelectro. Eng. 81, No. 2-4 ページ: 420-427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Polymerization of 3,4-Ethylene dioxythiophene in a DNA Liquid-Crystal Electrolyte (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, N. Nomura, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A : Polym. Chem. 43, No. 18 ページ: 4298-4302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically Active Conjugated Polymers Prepared from Achiral Monomers by Polycondensation in a Chiral Nematic Solvent (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, K. Akagi
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed.(Front Cover) 44, No. 28 ページ: 4322-4328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric Electrochemical Polymerization: Preparation of Polybithiophene in a Chiral Nematic Liquid Crystal Field and Optically Active Electrochromism (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 38, No. 4 ページ: 1091-1099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Synthesis and Optical Properties of a Chiral Polymer - Polymerization of 1,4-bis[2-(3,4-ethylenedioxy)thienyl]-2,5-benzoic acid-1-methyl heptyl ester (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, Y. S. Jeong, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromol. Rapid Commun. 26, No. 3 ページ: 164-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Pyrrole-Based Methine Bridge Type Liquid Crystalline Conjugated Polymer (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Polym. Soc, Part A : Polym. Chem.(Front Cover) 43, No. 3 ページ: 616-629
  • 査読あり
• [学会発表] From Helical Polyacetylene to Helical Graphite : Synthesis in Helical Sense-Controllable Liquid Crystal Field and Morphology-Retaining Carbonization(Plenary Lecture) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: US-Japan POLYMAT 2008 Summit
  • 発表場所: Ventura, USA
  • 年月日: 20080810-13
• [学会発表] Construction of Super hierarchical Structure of Helical Polyacetylene by using Liquid Crystal Field (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: 30 Years of Conducting Polymers for American Chemical Society
  • 発表場所: Chicago, Illinois
  • 年月日: 20070325-29
• [学会発表] Helical Sense and Pitch Controllable Chiral Nematic Liquid Crystal Available for Synthesis of Helical Polyacetylene (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: AMN-3 Satellite Meeting on Nano-and Bionano-Technology, Transport and Quantum Functional Semiconductors (NBT-QT 2007)
  • 発表場所: Wellington, New Zealnad
  • 年月日: 20070208-10
• [学会発表] Hyperstructured Polyacetylene(Plenary Lecture) (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: 3rd IUPAC Int. Symp. on Macro- and Supramolecular Architectures and Materials (MAM-06)
  • 発表場所: Waseda, Japan
  • 年月日: 20060528-31
• [学会発表] Liquid Crystal Inspired Conjugated Polymers (Plenary Lecture) (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: New Waves in Supramolecular Chemistry and Superstructured Materials, 2nd International Forum
  • 発表場所: Kumamoto, Japan
  • 年月日: 2006-03-14
• [学会発表] Highly Twisted Helical Polyacetylene Fibril Synthesized in Chiral Nematic Liquid Crystal(Plenary Lecture) (2005)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: International Conference on Quantum Transport in Synthetic Metals (QTSM2005)
  • 発表場所: Bologna, Italy
  • 年月日: 20050703-05
• [図書] 次世代共役ポリマーの超階層性らせん構造の制御と革新機能の創出 次世代共役ポリマーの超階層制御と革新機能(赤木和夫監修)、第2編第1章 (2009)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 総ページ数: 115-121
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Liquid Crystalline and Optically Active Polythiophenes, Thiophene-based materials for electronics(Ed. by I. Perepichka, Wiley) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
• [図書] 液晶性電子共役高分子の創製, 電子共役系有機材料の創製と機能開発、応用編第8章 (2008)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 須田清
  • 総ページ数: 224-244
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] π共役導電性ポリマー、導電性材料大全集、上巻第1部1章1節 (2007)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 松下哲士
  • 総ページ数: 5-27
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 導電性高分子、自己組織化ナノマテリアル- フロントランナー85人が語るナノテクノロジーの新潮流(国武豊喜監修、下村正嗣、山口智彦編集幹事) (2007)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 松下哲士
  • 総ページ数: 93-99
  • 出版者: フロンティア出版
• [図書] Liquid Crystalline Conjugated Polymers - Synthesis and Properties, Thermotropic Liquid Crystals : Recent Advances(Ed. By A. Ramamoorthy) Chap. 9 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 総ページ数: 249-275
  • 出版者: Springer, Dordrecht
• [図書] Helical Polyacetylene Synthesized in Chiral Nematic Liquid Crystal, Handbook of Conducting Polymers, Third Edition, Conjugated Polymers(Eds. T. A. Skotheim and J. R. Reynolds)(Front Cover) (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 総ページ数: 3-3-3-14
  • 出版者: CRC Press
• [図書] 光応答性を有する液晶性共役系高分子の合成と性質、液晶ポリマーの改質と最新応用技術、第6章第4節 (2006)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 早坂裕之
  • 総ページ数: 284-293
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] ナノコイル-導電性らせん状共役ポリマ- ファイバースーパーバイオミメティックス〜 近未来の新技術創成(本宮達也監修) 第6編第1章第1節 (2006)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 高文柱, 森泰蔵
  • 総ページ数: 1005-1010
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] さらなる進化が期待される有機半導体、進化する有機半導体 - 有機エレクトロニクス創成へ向けた光・電子機能デバイスへの応用最前線、おわりに (2006)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 総ページ数: 503-505
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 導電性高分子高機能化分子設計、進化する有機半導体 - 有機エレクトロニクス創成へ向けた光・電子機能デバイスへの応用最前線、基礎編1 (2006)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 飯田洋
  • 総ページ数: 32-41
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] 導電性ポリマーにおけるヨウ素ドープ剤、ヨウ素化合物の機能と応用(横山正孝監修)第6章 (2005)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 総ページ数: 207-215
  • 出版者: シーエムシー
• [備考] 米国化学会誌J. Am. Chem. Soc., 130, 10880-10881 (2008)に掲載された論文が、科学雑誌Nature Materialsのハイライト論文、Nature Materials, 7, 689 (2008)に選出された。
• [備考] 高分子科学雑誌J. Polym. Sci., Part A : Polym. Chem., 46, 3591-3610 (2008)に掲載された論文が、化学合成誌SYNFACTSの最新合成有機化学のハイライトSYNFACTS, 7, 697(2008)に選出された。
• [備考] ホームページ : 特定領域研究・超階層制御
  • URL: http://www.choukaisou.com/
• [備考] 賞 : 2005年 文部科学大臣表彰科学技術賞
• [備考] 賞 : 2009年 筑波大学名誉教授称号授与