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2022 年度 実績報告書

加圧エネルギーの貯蔵・放出制御が可能なヒドロゲルの創成

研究課題

研究課題/領域番号 20H02815
研究機関大阪公立大学

研究代表者

中嶋 琢也  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70379543)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード自己組織化 / ゲル / 光反応 / 圧力応答
研究実績の概要

本年度は、自己組織化によりヒドロゲルを形成するヒドロゲル化性分子について検討を行い、ピレン、ナフタレンモノイミド、ナフタレンジイミドを疎水基、二糖のラクトビオン酸を親水部として有する両親媒性化合物が一定以上の濃度の水溶液において、ヒドロゲルを形成することを見出した。昨年度は単糖のグルコサミン誘導体からなる両親媒性化合物群について検討をおこなっていたが、グルコサミン誘導体が白濁化したゲルを形成するのに対して、ラクトビオン酸誘導体は、ほぼ透明なヒドロゲルを与えた。糖部位の親水性の向上が自己組織体の水分散性の向上に影響を与えたものと考えられる。
ピレン-ラクトビオン酸誘導体は、水中においてファイバー状に自己組織化し、また、発光スペクトルにおいて、ピレンエキシマ―由来の発光を示したことから、中心に疎水性のピレン、表面に親水性のラクトビオン酸を配置した二分子膜様の集合体を与えたものと考えられる。これに、静水圧(400MPa)を加えたところ、不溶な沈殿が得られ、さらに、TEM観察からファイバーのバンドル化が促進されることを見出した。つまり、静水圧印加により、自己組織体の脱水和と二糖部位間の水素結合が非可逆的に促進されたものと思われる。
一方、ピレン誘導体とナフタレンモノイミドおよびナフタレンジイミド誘導体の共集合において、いずれも電荷移動錯体の形成と低濃度における自己集合の促進が観測された。TEM観察からは、5mol%のナフタレンジイミド誘導体の添加により、ファイバー構造の発達が観察され、ゲル形成濃度の低下も見出された。さらに、この共集合水溶液に静水圧を印加したところ、印加圧力(50~400MPa)に対して電荷移動吸収帯の増加が観察され、圧力印加とともに、電荷移動相互作用が大きくなることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Controlled molecular assemblies of chiral boron dipyrromethene derivatives for circularly polarized luminescence in the red and near-infrared regions2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hayato、Suzuki Yudai、Tsurui Makoto、Kitagawa Yuichi、Nakashima Takuya、Kawai Tsuyoshi、Kondo Yuta、Matsuba Go、Hasegawa Yasuchika、Hasobe Taku
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 11 ページ: 2889~2896

    • DOI

      10.1039/D2TC05006D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A binaphthalimide motif as a chiral scaffold for thermally activated delayed fluorescence with circularly polarized luminescence activity2023

    • 著者名/発表者名
      Yugo Tsuji、Natsuko Kanno、Chigusa Goto、Shohei Katao、Yasuo Okajima、Pablo Reine、Paulius Imbrasas、Sebastian Reineke、Katsuyuki Shizu、Takuya Nakashima、Hironori Kaji、Tsuyoshi Kawai、Marine Louis
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1039/D3TC00316G

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Circularly Polarized Luminescence and Circular Dichroism of Bichromophoric Difluoroboron‐β‐diketonates: Inversion and Enhanced Chirality Based on Spatial Arrangements and Self‐Assembly2022

    • 著者名/発表者名
      Panis Joy Ann、Louis Marine、Brosseau Arnaud、Katao Shouhei、de los Reyes Florencio、Nakashima Takuya、Metivier Remi、Allain Clemence、Kawai Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 28 ページ: e202201012

    • DOI

      10.1002/chem.202201012

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chirality Induction at the Helically Twisted Surface of Nanoparticles Generating Circularly Polarized Luminescence2022

    • 著者名/発表者名
      Kuno Jumpei、Ledos Nicolas、Bouit Pierre-Antoine、Kawai Tsuyoshi、Hissler Muriel、Nakashima Takuya
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 34 ページ: 9111~9118

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.2c01994

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self‐Regulated Pathway‐Dependent Chirality Control of Silver Nanoclusters2022

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Takuya、Tanibe Riku、Yoshida Hiroto、Ehara Masahiro、Kuzuhara Miwa、Kawai Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 ページ: e202208273

    • DOI

      10.1002/anie.202208273

    • 査読あり
  • [学会発表] Supramolecular Coassembly of Chiral and Achiral Perylenediimides2022

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Yonezawa, Tsuyoshi Kawai, Takuya Nakashima
    • 学会等名
      28th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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