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2012 年度 実績報告書

らせん制御可能な液晶場での高次ヘリカル構造をもつ共役ポリマーの合成とその機能物性

研究課題

研究課題/領域番号 20225007
研究機関京都大学

研究代表者

赤木 和夫  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20150964)

研究期間 (年度) 2008-06-04 – 2013-03-31
キーワードキラル液晶場 / 共役ポリマー / ヘリカル構造 / 高次構造 / 光応答性 / 軸不斉キラル化合物 / らせん制御 / キラル反転
研究概要

これまでに、温度によりキラル反転可能な不斉液晶場を開発し、ヘリカルポリアセチレンをはじめとするらせん状共役ポリマーの合成とキラル制御を実現してきた。最終年度である当該年度においては、不斉液晶場の用いた電解重合への展開と、新たに、光によりキラル反転する不斉液晶を合成し、化学重合および電解重合への展開を行った。具体的成果は以下の通りである。
(1)温度制御型不斉液晶を電解重合の溶媒として用いて、低温および高温においてヘリカルポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)の合成を行い、温度変化によるPEDOTのヘリカルπスタック構造のらせん制御を達成した。(2)軸不斉キラル部位とジチエニルエテンなどの光応答性部位を結合させたキラル化合物を合成した。これをドーパントしてネマチック液晶に加え、キラルネマチック液晶を調製した。当該液晶への紫外光および可視光の照射により、ドーパント分子のジチエニルエテン部位は開環および閉環を繰り返し、光異性化反応を示すとともに、液晶のキラリティが可逆的に反転することを見出した。(3)開発した光制御型不斉液晶を用いて、らせん状芳香族共役系コポリマー、ポリビチエニレンフェニレン誘導体を合成した。重合前の液晶反応場に紫外光および可視光をそれぞれ光照射することにより、ヘリカルπスタック構造のらせんの向きが異なるポリマーを得た。合成したらせん状コポリマーは円偏光吸収のみならず円偏光発光を示すことも明らかになった。(4)三種類の発光性芳香族共役コポリマーを温度制御型不斉液晶に溶解することで、温度により各コポリマーに左右のらせん構造を誘起させるとともに、白色円偏光発光を発現させることに成功した。
これら結果により、温度および光を外部摂動とする動的制御型不斉液晶反応場を構築して、電子光機能性共役ポリマーのキラル制御を達成かつ推進することができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (59件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (34件) (うち招待講演 6件) 図書 (8件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Hierarchically Self-Assembled Helical Conjugated Polymers2013

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, K. Suda, K. Akagi
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. C.

      巻: 1, No.16 ページ: 2797-2805

    • DOI

      DOI:10.1039/C3TC00045A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochromism-Driven Linearly and Circularly Polarised Dichroism of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Derivatives with Chirality and Liquid Crystallinity2013

    • 著者名/発表者名
      S. Matsushita
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: VOL.49 ページ: 1883 - 1890

    • DOI

      10.1039/C2CC37116B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid Crystalline Polyacetylene Derivatives with Advanced Electrical and Optical Properties2013

    • 著者名/発表者名
      B. A. San Jose
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1039/C3PY00063J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヘリカルグラファイト2013

    • 著者名/発表者名
      松下哲士
    • 雑誌名

      炭素

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] Probing Spin-Charge Separation by Magnetoconductance in One Dimensional Polymer Nanofibers2012

    • 著者名/発表者名
      A. Choi, K. H. Kim, S.J. Hong,M. Goh, K. Akagi, R.B. Kaner, N.N. Kirova, S.A. Brazovskii, A.T. Johnson, D.A. Bonnell, E.J. Mele, Y.W. Park
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B.

      巻: 86, No. 15 ページ: 155423-155428

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.86.155423

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Photoswitching of Helical Inversion in Liquid Crystals Containing Photoresponsive Axially Chiral Dopants2012

    • 著者名/発表者名
      H. Hayasaka, T. Miyashita, M. Nakayama, K. Kuwada, K. Akagi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134, No. 8 ページ: 3758-3765

    • DOI

      DOI:10.1021/ja2088053

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helically π-Stacked Thiophene-Based Copolymers with Circularly Polarized Fluorescence: High Dissymmetry Factors Enhanced by Self-Ordering in Chiral Nematic Liquid Crystal Phase2012

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, I. Osaka, S. Yorozuya, K. Akagi
    • 雑誌名

      Chem. Mater.

      巻: 24, No. 6 ページ: 1011-1024

    • DOI

      DOI:10.1021/cm2028788

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Preparation of Carbon Papers by Pyrolysis of Iodine-Treated Japanese Paper2012

    • 著者名/発表者名
      M. Kyotani
    • 雑誌名

      J. Anal. Appl. Pyrol.

      巻: VOL.95 ページ: 14 - 20

    • DOI

      10.1016/j.jaap.2011.12.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical and Optical Properties of Doped Helical Polyacetylene Graphite Films in Terahertz Frequency Range2012

    • 著者名/発表者名
      P. E. Gusakov
    • 雑誌名

      Synth. Met.

      巻: VOL.162 ページ: 1846 - 1851

    • DOI

      10.1016/j.synthmet.2012.08.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circularly Polarized Blue Luminescent Spherulites Consisting of Hierarchically Assembled Ionic Conjugated Polymers with a Helicallyπ-Stacked Structure2012

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe
    • 雑誌名

      Adv. Mater.

      巻: VOL.24 ページ: 6451 - 6456

    • DOI

      10.1002/adma.201203155

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chirality Transfer from Atropisomeric Chiral Inducers to Nematic and Smectic Liquid Crystals - Synthesis and Characterization of Di- and Tetra-Substituted Axially Chiral Binaphthyl Derivatives2012

    • 著者名/発表者名
      M. Goh
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem.

      巻: VOL.22 ページ: 25011 - 25018

    • DOI

      10.1039/C2JM35282F

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lyotropic Chiral Nematic Liquid Crystalline Aliphatic Conjugated Polymers Based on Di-Substituted Polyacetylene Derivatives that Exhibit High Dissymmetry Factors in Circularly Polarized Luminescence2012

    • 著者名/発表者名
      B. A. San Jose
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: VOL.134 ページ: 19795 - 19807

    • DOI

      10.1021/ja3086565

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヘリカルグラファイト誕生 - 花炭に学ぶヘリカルポリアセチレンからの構築2012

    • 著者名/発表者名
      松下哲士
    • 雑誌名

      化学

      巻: 67巻 ページ: 29 - 33

  • [学会発表] セルロース系材料の高炭素化収率を示す新規な化学的固相炭素化方法2012

    • 著者名/発表者名
      京谷陸征
    • 学会等名
      炭素材料学会
    • 発表場所
      長野市生涯学習センター(長野県)
    • 年月日
      20121128-20121129
  • [学会発表] セルロース系物質から高機能性シート状炭化物の生成と電池電極への応用2012

    • 著者名/発表者名
      京谷陸征
    • 学会等名
      ポリマー材料フォーラム
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      20121101-20121102
  • [学会発表] キラル液晶場でのらせん状共役系高分子の合成と構造・機能制御2012

    • 著者名/発表者名
      赤木和夫
    • 学会等名
      日本学術振興会 産学協力研究委員会 分子系の複合電子機能第181委員会
    • 発表場所
      東京理科大学 森戸記念館(東京都)
    • 年月日
      20121017-20121018
    • 招待講演
  • [学会発表] From Helical Polyacetylene to Helical Graphite: Synthesis of Helical Conjugated Polymers in Asymmetric Liquid Crystal Reaction Field and Morphology-Retaining Carbonization using Doped Conjugated Polymers2012

    • 著者名/発表者名
      K. Akagi
    • 学会等名
      IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      20120923-20120928
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己集積化芳香族共役ポリマーを炭素化前駆体とするカーボンウィスカーの創成とその配向化2012

    • 著者名/発表者名
      閻 柏如
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 温度によりらせん反転可能なキラルネマチック液晶場での芳香族共役系コポリマーの誘起ヘリカル構造と円偏光発光の制御2012

    • 著者名/発表者名
      大渕孝之
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] ポリパラフェニレンエチニレン誘導体の凝集状態でのキラリティ反転と円偏光発光2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木紳司
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] イオン性キラル側鎖を有するポリパラフェニレン誘導体の合成と光学的性質2012

    • 著者名/発表者名
      孫 澤蒙
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 温度制御型不斉液晶反応場での電解重合によるキラル共役ポリマーの合成と性質2012

    • 著者名/発表者名
      岡田能宜
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 光応答性共役ポリマーからなるナノ粒子の白色蛍光発光とそのスイッチング挙動2012

    • 著者名/発表者名
      卜 競舟
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 不斉液晶反応場を用いたフリーラジカル重合によるらせん状非共役高分子の合成2012

    • 著者名/発表者名
      芦部友樹
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 温度制御型不斉液晶場でのヘリカルポリアセチレンの合成2012

    • 著者名/発表者名
      山下智弘
    • 学会等名
      液晶討論会
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス(千葉県)
    • 年月日
      20120905-20120907
  • [学会発表] Synthesis of Helical Conjugated Polymers in Asymmetric Liquid Crystal Reaction Field and Control of Spiral Morphology - From Helical Polyacetylene to Helical Graphite2012

    • 著者名/発表者名
      K. Akagi
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM 2012)
    • 発表場所
      Hyatt Regency Atlanta(Atlanta, USA)
    • 年月日
      20120708-20120713
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrical and Optical Characterization of Doped Helical Polyacetylene Graphite Films by Thz Time-Domain Spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      P. E. Gusakov
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals (ICSM 2012)
    • 発表場所
      Hyatt Regency Atlanta(Atlanta, USA)
    • 年月日
      20120708-20120713
  • [学会発表] 紙の触媒を用いた高炭化収率形態保持炭素化と機能性炭素材料2012

    • 著者名/発表者名
      京谷陸征
    • 学会等名
      繊維学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      20120606-20120608
  • [学会発表] 不斉液晶反応場でのフリーラジカル重合によるらせん状ポリマーの合成2012

    • 著者名/発表者名
      芦部友樹
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [学会発表] 温度によりらせん反転可能なキラルネマチック液晶を用いた芳香族共役系高分子へのヘリカル構造の誘起2012

    • 著者名/発表者名
      安 相範
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [学会発表] イオン性キラル置換基を側鎖に持つポリパラフェニレン誘導体の合成と光学的性質2012

    • 著者名/発表者名
      孫 澤蒙
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [学会発表] 不斉液晶反応場での界面重合によるナイロンのモルホロジーの制御2012

    • 著者名/発表者名
      パク ジンウー
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [学会発表] キラル置換基を側鎖に持つポリパラフェニレンエチニレン誘導体の合成とその性質2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木紳司
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [学会発表] 自己集積化ポリメタフェニレン誘導体を炭素化前駆体とするカーボンウィスカーの創成2012

    • 著者名/発表者名
      閻 柏如
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [学会発表] ポリアセチレンのヘリカルナノファイバーの炭素化によるヘリカルグラファイトの構造2012

    • 著者名/発表者名
      京谷陸征
    • 学会等名
      顕微鏡学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      20120514-20120516
  • [学会発表] Functional Polymer Synthesis

    • 著者名/発表者名
      K. Akagi
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリマーと液晶の狭間にみた化学する智慧と生きるすべ  - ヘリカルポリアセチレンからヘリカルグラファイトまで

    • 著者名/発表者名
      赤木和夫
    • 学会等名
      早稲田大学・実践的化学知セミナー
    • 発表場所
      早稲田大学理工学術院西早稲田キャンパス(東京都)
    • 招待講演
  • [学会発表] 不斉液晶反応場での高分子合成:ヘリカル共役ポリマーのらせん制御と形態保持炭素化

    • 著者名/発表者名
      赤木和夫
    • 学会等名
      京都福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • 発表場所
      京都福井謙一記念研究センター(京都府)
    • 招待講演
  • [学会発表] Hierarchically Controlled Helical Graphite Films Prepared from Helical π-Conjugated Polymers as Carbonization Precursors

    • 著者名/発表者名
      S. Matsushita
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Carbon Whiskers Prepared from Self-Assembled Poly(meta-phenylene) Derivatives as Carbonization Precursors and Their Macroscopic Alignment

    • 著者名/発表者名
      B. Yan
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Chirality Transfer from Atropisomeric Chiral Inducers to Nematic and Smectic Liquid Crystals - Synthesis and Characterization of Di- and Tetra-Substituted Axially Chiral Binaphthyl Derivatives

    • 著者名/発表者名
      J. Park
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Circularly polarized blue luminescent spherulites consisting of hierarchically assembled ionic conjugated polymers with a helically π-stacked structure

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Chirality Control of Aromatic Conjugated Polymers in Thermally Helicity-Controllable Asymmetric Liquid Crystal Reaction Field

    • 著者名/発表者名
      S. Ahn
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Synthesis of Helical Polyacetylene in Thermally Helicity-Controllable Asymmetric Liquid Crystal Reaction Field

    • 著者名/発表者名
      T. Yamashita
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Synthesis of Helical Nonconjugated Polymer using Free Radical Polymerization in Asymmetric Liquid Crystal Reaction Field

    • 著者名/発表者名
      T. Ashibe
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Chiral Conjugated Polymers Synthesized by Electrochemical Polymerization in Thermally Controllable Asymmetric Liquid Crystal Reaction Field

    • 著者名/発表者名
      Y. Okada
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [学会発表] Synthesis and Optical Properties of Poly (para-phenylene) Derivatives Bearing Ionic Chiral Substituents in the Side Chains

    • 著者名/発表者名
      Zemeng Sun
    • 学会等名
      Joint Workshop on Functional Synthetic Metals
    • 発表場所
      KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY(Wanju, Korea)
  • [図書] Conjugated Polymers: A Practical Guide To Synthesis (分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Akagi
    • 総ページ数
      in press
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
  • [図書] Emerging Topics in Nanotechnology (分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Matsushita
    • 総ページ数
      in press
    • 出版者
      John Wiley & Sons
  • [図書] PEDOTの材料物性とデバイス応用 (分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      松下哲士
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー
  • [図書] 有機電子デバイスのための導電性高分子の物性と評価 (分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      松下哲士
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 液晶の過去・現在・未来 (分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      赤木和夫
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      日本学術振興会142委員会
  • [図書] キラリティ(キラル化学):-その起源から最新のキラル材料研究まで- (分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      赤木和夫
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      日本化学会
  • [図書] 技術シーズを活用した研究開発テーマの発掘 (分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺和誉
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] 研究史(分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      赤木和夫
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      高分子学会
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      http://www.fps.polym.kyoto-u.ac.jp/research/research.html

  • [産業財産権] 光学活性縮合系ポリマー、及びその製造方法2012

    • 発明者名
      赤木和夫、 廣井良一
    • 権利者名
      京都大学、大塚化学(株)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-098838
    • 出願年月日
      2012-04-24
  • [産業財産権] 有機半導体2012

    • 発明者名
      赤木和夫、劉承訓、朝野剛
    • 権利者名
      京都大学,JX日鉱日石エネルギー(株)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2012/002989
    • 出願年月日
      2012-05-07
    • 外国
  • [産業財産権] 有機半導体2012

    • 発明者名
      赤木和夫、劉承訓、朝野剛
    • 権利者名
      京都大学,JX日鉱日石エネルギー(株)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      台湾出願番号:101116320
    • 出願年月日
      2012-05-08
    • 外国

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公開日: 2014-07-24  

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