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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20225007
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 赤木 和夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (20150964)
• 研究分担者: 高 文柱 京都大学, 工学研究科, 助教 (80553966)
• 連携研究者: 京谷 陸征 筑波大学, 学際物質科学研究センター, 客員研究員 (30570080)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 機能性高分子 / らせん制御 / 液晶場 / ヘリカル構造 / 共役ポリマー / 機能発現

研究概要

温度や光によりらせんピッチとキラルセンスが変化するキラル化合物を合成し、これを母液晶に添加して、らせん方向を可逆的に制御できるキラル液晶反応場を構築した。これを化学重合や電解重合の反応場に用いて、ヘリカルポリアセチレンやヘリカルポリエチレンジオキシチオフェン (PEDOT)などの共役ポリマーの高次らせん構造を制御した。本研究を通じて、温度や光による共役ポリマーのらせん構造の制御と、円偏光発光などの新機能の発現に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Liquid Crystalline Polyacetylene Derivatives with Advanced Electrical and Optical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: B. A. San Jose, K. Akagi
  • 雑誌名: Polym. Chem. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchically Self-Assembled Helical Conjugated Polymers (2013)
  • 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 PolarisedDichroism of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Derivatives with Chirality and Liquid Crystallinity (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Matsushita, Y.-S. Jeong, K. Akagi
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49, No. 19 ページ: 1883-1890
  • DOI: DOI:10.1039/c2cc37116b
  • 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, 京谷陸征, 赤木和夫
  • 雑誌名: 炭素 巻: No. 258 ページ: 印刷中
  • 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 Luminescence (2012)
  • 著者名/発表者名: B. A. San Jose, S. Matsushita, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134, No. 48 ページ: 19795-19807
  • DOI: DOI:10.1021/ja3086565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circularly Polarized Blue Luminescent Spherulites Consisting of Hierarchically Assembled Ionic Conjugated Polymers with a Helically π-Stacked Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, H. Iida, K. Akagi
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 24, No. 48 ページ: 6451-6456
  • DOI: 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 Derivatives (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Goh, J. Park, Y. Han, S. Ahn, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: 22, No. 48 ページ: 25011-25018
  • DOI: DOI:10.1039/C2JM35282F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing Spin-Charge Separation by Magnetoconductance in One Dimensional Polymer Nanofibers (2012)
  • 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 Dopants (2012)
  • 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 Phase (2012)
  • 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] 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, 赤木和夫
  • 雑誌名: 化学 巻: 67, No. 8 ページ: 29-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchically Controlled Helical Graphite Films Prepared from Iodine-Doped Helical Polyacetylene Films Using Morphology-Retaining Carbonization (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Matsushita, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 133,No. 44 ページ: 17977-17992
  • DOI: DOI:10.1021/ja2082922
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Conjugated Polymers in Chiral Nematic Liquid Crystal Fields (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Matsushita, K. Akagi
  • 雑誌名: Isr. J. Chem. 巻: 51,No. 10 ページ: 1075-1095
  • DOI: DOI:10.1002/ijch.201100029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembled Helical Conjugated Poly(meta-phenylene) Derivatives that Afford Whiskers with Discotic Hexagonal Columnar Packed Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Suda, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44, No. 24 ページ: 9473-9488
  • DOI: DOI:10.1021/ma201846m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liquid Crystalline PEDOT Derivatives Exhibiting Reversible Anisotropic Electrochromism and Linearly and Circularly Polarized Dichroism (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. S. Jeong, K. Akagi
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: 21, No. 28 ページ: 10472-10481
  • DOI: DOI:10.1039/C0JM04183A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontally and Vertically Aligned Helical Conjugated Polymers: Comprehensive Formation Mechanisms of Helical Fibrillar Morphologies in Orientation-Controlled Asymmetric Reaction Fields Consisting of Chiral Nematic Liquid Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Mori. M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 2, No.7 ページ: 1389-1395
  • DOI: DOI:10.1039/C1SC00007A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Chirality and Electrochromism in Copolymer-type Chiral PEDOT Derivatives by means of Electrochemical Oxidation and Reduction (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. S. Jeong, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44, No. 8 ページ: 2418-2426
  • DOI: DOI:10.1021/ma102861t
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液晶を用いた不斉反応場の開発と共役系高分子の階層性らせん構造の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 雑誌名: 液晶 巻: 15, No. 2 ページ: 77-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation Mechanism of Helical Polyacetylene with Spiral Morphology in Asymmetric Reaction Field consisting of Chiral Nematic Liquid Crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 43, No. 20 ページ: 8363-8372
  • DOI: DOI:10.1021/ma101189y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macroscopically Oriented Helical Polyacetylene Synthesized in Magnetically Aligned Chiral Nematic Liquid Crystal Field (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Goh, T. Matsushita, H. Satake, M. Kyotani, K. Akagi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 43, No. 14 ページ: 5943-5948
  • DOI: DOI:10.1021/ma1009726
  • 査読あり
• [雑誌論文] From Helical Polyacetylene to Helical Graphite : Synthesis in Chiral Nematic Liquid Crystal Field and Morphology -Retaining Carbonization (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Goh, S. Matsushita, K. Akagi
  • 雑誌名: Chem. Soc. Rev. 巻: 39 ページ: 2466-2476
  • DOI: DOI:10.1039/B907990B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helically π-Stacked Conjugated Polymers Bearing Photoresponsive and Chiral Moieties in Side Chains: Reversible Photoisomerization-Enforced Switching between Emission and Quenching of Circularly Polarized Fluorescence (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Hayasaka, T. Miyashita, K. Tamura, K. Akagi
  • 雑誌名: Adv. Func. Mater., 査 巻: 20 ページ: 1243-1250
  • DOI: DOI:10.1002/adfm.200902059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entanglement -Free Fibrils of Aligned Polyacetylene Films That Produce Single Nanofibers (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kyotani,S. Matsushita, M. Goh, T. Nagai, Y. Matsui, K. Akagi
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 2, No. 4 ページ: 509-514
  • DOI: DOI:10.1039/b9nr00254e
  • 査読あり
• [雑誌論文] 不斉液晶反応場での重合とその展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高文柱, 赤木和夫
  • 雑誌名: 高分子 巻: 50, No. 10 ページ: 785-788
• [雑誌論文] キラル液晶反応場での不斉重合 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 雑誌名: Material Matters 巻: 5, No. 1 ページ: 27-29
• [雑誌論文] Helical Polyacetylene -Asymmetric Polymerization in a Chiral Liquid Crystal Field (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 雑誌名: Chem. Rev. 巻: 109, No. 11 ページ: 5354-5401
  • DOI: DOI:10.1021/cr900198k
  • 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. 巻: 47, No.10 ページ: 2463-2485
  • DOI: DOI:10.1002/pola.23277
  • 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 巻: 42, No. 6 ページ: 1817-1823
  • DOI: DOI:10.1021/ma9000034
  • 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 - イオン性共役ポリマーの合成と光学的性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 渡辺和誉
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 60, No. 10 ページ: 28-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Helical Carbon and Graphitic Films Prepared from Iodine-Doped Helical Polyacetylene Film using MorphologyRetaining 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. 巻: 130, No. 33 ページ: 10880-10881
  • DOI: DOI:10.1021/ja803865e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fibril Bundle-Free Helical Polyacetylene Synthesized in Ultimately Twisted Chiral Nematic Liquid Crystal Field (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Akagi
  • 雑誌名: 高分子 巻: 57, No. 2
  • 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 巻: 59, No. 1 ページ: 34-42
  • 査読あり
• [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 Polymers (2012)
  • 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: Yo ko hama
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] Synthesis of Helical Conjugated Polymers in Asymmetric Liquid Crystal Reaction Field andControl of Spiral Morphology -From Helical Polyacetylene to Helical Graphite (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: International Conference on Science and Technol ogy of Syntheti c Metal s (ICSM 20102)
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Asymmetric Polymerizations for Helical Conjugated Polymers in Chiral Liquid Crystal Reaction Field (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: Fundamental Science Congress 2011
  • 発表場所: Putra, Malaysia
  • 年月日: 20110705-06
• [学会発表] Polymerization in Chiral Liquid Crystal Reaction Field (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: International Symposium on Carbon Electronics (ISCE 2011)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20110509-11
• [学会発表] Asymmetric Polymerizations for Helical Conjugated Polymers in Chiral Liquid Crystal Reaction Field (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: The First Akron-Kyoto-Peking Trilateral Symposium on Polymer Science and Technology
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20110505-11
• [学会発表] From Helical Polyacetylene to Helical Graphite : Synthesis in Helical Sense-Controllable Liquid Crystal Field and Morphology-Retaining Carbonization (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: International Symposium on Engineering Micro-/Nano-Materials based on Self-Assembling and Self-Organization (ISEM2008 Returns)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20081208-10
• [学会発表] From Helical Polyacetylene to Helical Graphite: Synthesis in Helical Sense-Controllable Liquid Crystal Field and Morphology-Retaining Carbonization (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: (Plenary Lecture), US-Japan POLYMAT 2008 Summit
  • 発表場所: Ventura, USA
  • 年月日: 20080810-13
• [学会発表] Fibril Bundle-Free Helical Polyacetylene Synthesized in Ultimately Twisted Chiral Nematic Liquid Crystal Field (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 学会等名: International Conference on Synthetic Metals (ICSM2008)
  • 発表場所: Recife, Brazil
  • 年月日: 20080706-11
• [図書] "不斉液晶反応場を用いたらせん状共役ポリマーの創出", CSJカレントレビュー 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- (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 渡辺和誉
  • 出版者: 日本化学会編(印刷中)
• [図書] "導電性高分子を活用した研究開発テーマの発掘", 技術シーズを活用した研究開発テーマの発掘, 第8章第3節 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺和誉, 松下哲士, 赤木和夫
  • 出版者: 技術情報協会(印刷中)
• [図書] "キラル液晶場における高分子合成", 液晶の過去・現在・未来, 第2部第1章 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 出版者: 日本学術振興会142委員会(印刷中)
• [図書] "Polyacetylene", Conjugated Polymers: A Practical Guide To Synthesis. Ed., Klaus Mullen, John R. Reynolds, and Toshi o Masuda (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 出版者: Royal Soci ety of Chemi stry(in press)
• [図書] "導電性高分子の特性と多元機能化:液晶性を有する二置換ポリアセチレン誘導体の合成と性質", 有機電子デバイスのための導電性高分子の物性と評価(小野田光宣監修) (2012)
  • 著者名/発表者名: 松下哲士, サンホセ・ベネディクトアルセナ, 赤木和夫
  • 総ページ数: 32-44
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] "キラリティと液晶性を有するPEDOT誘導体の合成とエレクトロクロミック特性", PEDOTの材料物性とデバイス応用(奥崎秀典監修), 第6章, 第5 節 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松下哲士, 鄭龍洙, 赤木和夫
  • 総ページ数: 267-285
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー
• [図書] "導電性高分子の導電性向上と可溶化のポイント", 透明導電膜・フィルムの高透明・低抵抗化と耐久性向上, 第2章第2節 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫, 鄭 龍洙
  • 総ページ数: 167-183
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] "π共役系高分子液晶 -光応答性を有する共役系高分子液晶", 液晶-構造制御と機能化の最前線、第4章 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤木和夫
  • 総ページ数: 34-42
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] "Helical Polyacetylene Prepared in LiquidCrystal Field", Conjugated Polymer Synthesis -Method and Reactions, Ed. by Y. Chujo (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 総ページ数: 289-301
  • 出版者: WILEY-VCH
• [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 Electroresponsive Polythiophenes",Handbook of Thiophene-Based Material: Applications in Organic Electronics and Photonics, Ed., I.F. Perepichka and D.F. Perepichka (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Akagi
  • 総ページ数: 498-515
  • 出版者: John Wiley& Sons
• [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
• [備考] ・新聞発表:(計3件)京都新聞 平成22年6月22日付、京都新聞 平成22年7月5日付、京都新聞 平成22年7月29日付
• [備考] ・ 受賞:2010年度日本液晶学会賞(業績賞)
• [備考] ・ ホームページ和文
  • URL: http://www.fps.polym.kyoto-u.ac.jp/research/research.html
• [備考] 英文:
  • URL: http://www.fps.polym.kyoto-u.ac.jp/Akagi_HP-English/research/research.html)
• [産業財産権] フィルム状炭素材料を製造する方法およびフィルム状炭素材料 (2013)
  • 発明者名: 赤木和夫、京谷陸征、松井良夫、長井拓郎
  • 権利者名: 筑波大学、物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 特許第5252617号
  • 取得年月日: 2013-04-26
• [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〓
  • 産業財産権番号: 特願2012-098838
  • 出願年月日: 2012-04-24
• [産業財産権] 燃料電池用ガス拡散層 (2009)
  • 発明者名: 赤木和夫、木村伸一、岡田達弘、京谷陸征
  • 権利者名: 赤木和夫、鳥取県産業技術センタ、筑波大学
  • 産業財産権番号: 特願2009‐268159
  • 出願年月日: 2009-11-25
• [産業財産権] 炭素材料の製造方法と炭素材料 (2008)
  • 発明者名: 赤木和夫、京谷陸征
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権番号: 特願2008-147313
  • 出願年月日: 2008-06-04