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粘土鉱物の層間環境は外部刺激によりフレキシブルに変化させることができる。本研究では、粘土鉱物の層間に取り込まれた有機化合物の「色」が層間環境の変化に対応してスイッチする、新しいメカニズムに基づくクロミズム材料を開発する。応募者はこれまでの研究で、粘土鉱物の層間環境を独自の方法で制御することで、層間に取り込まれた環境場をフレキシブルにチューンし、有機化合物から優れた機能を引き出す研究を進めてきた。 本研究ではこれまで蓄積してきたノウハウに基づき、粘土鉱物の層間環境を外部刺激により変化させ、外部刺激に応じて有機化合物の色が変化する材料の創出を目指した。有機化合物として、マラカイトグリーン、クリスタルバイオレット、メチルオレンジを用いて粘土鉱物の層間に取り込ませることで作製したハイブリッドで、温度の変化を調査した。その結果、水の沸点である１００度を境にハイブリッドの色調が変化することが明らかになった。メカニズムとしては、層間空間から水が減少すると交換性陽イオンに残った水が有機物に対してプロトンを供与することで、色素がプロトン化しπ電子共役系が変化して色が変化すると考えられる。本研究では、他にも外部刺激に応答して、柔軟に変形が可能な結晶の研究も進めてきた。チオフェニル系分子やアントラセン結晶のエラスティックな変形に伴った微視的な発光の変化を顕微鏡で観測することができた。また、ナノシートコロイド系において、光の放射圧で動的に変化する階層構造を構築することにも成功した。
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