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2011 年度 実績報告書

メソ界面動的制御によるナノ構造とダイナミクスの凍結・解凍

研究課題

研究課題/領域番号 21340119
研究機関京都大学

研究代表者

山本 潤  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10200809)

研究分担者 高西 陽一  京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (80251619)
キーワードメソ界面 / 動的制御 / ナノ構造 / ダイナミクス / 相制御 / 輸送 / 液晶複合系 / ソフトマター
研究概要

平成21年度中にモデル的なシステムの選定を終え、22年度はモデル系における界面ダイナミクスを測定した。これらを踏まえ最終23年度は、界面凍結により、ターゲットした自由度を自在に制御する探求を行った。
1.メソ界面間の拡散・輸送制御DDSを目的とした液晶ナノミセル中に、薬物の代わりに環境によって発光波長が変わる色素分子を包含させ、液晶ナノミセルの液晶相転移点近傍での発光状態を研究した。この結果、液晶状態では蛍光色素は疎水性環境における発光スペクトルを示すのに対して、高温で液体状態にした場合は、親水性環境での発光スペクトルを示すことを発見した。すなわち、低温ではミセルに内包されていた色素分子は、液晶から液体への転移が起こる高温ではミセル外に放出されて、水溶液中に単分子として分散していることが確かめられた。この事実は、刺激応答型で薬物を放出するためのDDSの基礎的な知見となる。
2.強誘電性液晶の層間を光重合性モノマーを用いてヘテロに重合した系において、Cダイレクターに関するアンカリング効果と、アンカリング状態での電場応答を発見した。これは局所的に凍結されたナノ界面でのらせん構造解凍と、層平行な面内でのCダイレクターアンカリングを実現しながら、電場に対するCダイレクターの応答性を保持した初めての例である。これまで強誘電性液晶による光バルブの原理は、電場ONによるらせん解凍状態を明状態、電場OFFでのらせん復元状態を暗状態として行っていた。この方法では、らせんを解凍・復元する際に必ず起こる、らせんの節の生成・消滅運動が極めて遅い運動となり、高速なスイッチングの妨げになっていた。本研究の発明を用いれば、らせんを解凍した状態を保持したまま、Cダイレクターをアンカリング状態から回転させ、明暗をスイッチすることできる。このため、新しい表示動作の基本モードとして応用の可能性が広がった。
このように、当初の研究計画に従って3年間の研究を進め、上記のように、界面を局所的に凍結することで、新しい材料物性を設計するための基本原理を明らかにできたといえる。これらの成果は、原著論文、学会発表、特許出願として現在まとめを行っている。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (27件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Pre-organized liquid crystals : biaxial nature of laterally-connected dimer2012

    • 著者名/発表者名
      Isa Nishiyama, Yuka Tabe, Jun Yamamoto Yoichi Takanishi Yoko
    • 雑誌名

      Proceeding of SPIE 8279

      ページ: 827-903

    • DOI

      10.1117/12.913573

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the emergence of mysterious liquid crystal pnases : chirality and non-chirality issues2012

    • 著者名/発表者名
      Isa Nishiyama, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto, Hiroshi Yokoyama
    • 雑誌名

      Phase Transitions

      巻: 85 ページ: 286-296

    • DOI

      10.1080/01411594.2011.643409

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small and Large Angle Quasi-Elastic Scattering Experiments by Using Nuclear Resonant Scattering on Typical and Amphiphilic Liquid Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Makina Saito, Makoto Seto, Shinji Kitao, Yasuhiro Kobayashi, Masayuki Kurokuzu, Yoshitaka Yoda, Jun Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society Japan

      巻: 81 ページ: 23,001

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.023001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dispersion relations of director fluctuations along the direction perpendicular to the helical axis in cholesteric liquid crystals2012

    • 著者名/発表者名
      J.Yoshioka, Y.Takanishi, J.Yamamoto
    • 雑誌名

      EuroPhysics Letters

      巻: 98 ページ: 16,006

    • DOI

      10.1209/0295-5075/98/16006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Liquid Crystal Trimer Exhibiting an Optically Uniaxial Smectic Phase with a Double-Peak Polarization2012

    • 著者名/発表者名
      Daiki Tsuji, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto, Atsushi Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 ページ: 8678-8687

    • DOI

      10.1021/jp2115934

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competition between micro-segregation and anti-parallel alignment of an amphiphilic rod-like liguid crystal2011

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Nishizawa, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto, Atsushi
    • 雑誌名

      Liquid Crystals

      巻: 38 ページ: 793-801

    • DOI

      10.1080/02678292.2011.576779

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A facile preparation method ot aPFC-containingnano-sizedemulsion for theranostics of solid tumors2011

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Shiraishi, Reiko Endoh, Hiroshi Furuhata, Masamichi
    • 雑誌名

      International Journal of Pharmaceutics

      巻: 421 ページ: 379-387

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2011.10.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pre-Organization Effects on Chirality, Polarity and Biaxiality in Liquid Crystals : Novel Laterally Connected Mesoqens showing Anomalous Properties2011

    • 著者名/発表者名
      Isa Nishiyama, Yuka Tabe, Jun Yamamoto, Hiroshi Yokoyama
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 549 ページ: 174-183

    • DOI

      10.1080/15421406.2011.581528

    • 査読あり
  • [学会発表] "Self-Aligning method" : the new aligning method for nematic liquid crytals related to two dimensional glass transition2012

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Nemoto
    • 学会等名
      GCOE Symposium Links among Hierarchies
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      20120213-20120215
  • [学会発表] Helical Nanofilament Arrangement Controlled by Nematic Order2012

    • 著者名/発表者名
      Masatsugu Murase
    • 学会等名
      GCOE Symposium Links among Hierarchies
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      20120213-20120215
  • [学会発表] Novel perforated lamellar-nematic phase with micro-phase separation of lyotropic lamellar and thermotropic nematic order2012

    • 著者名/発表者名
      Jun Yoshioka
    • 学会等名
      GCOE Symposium Links among Hierarchies
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      20120213-20120215
  • [学会発表] 穴あきラメラネマチック相が形成するバブルの表面張力2012

    • 著者名/発表者名
      吉岡潤・高西陽一・山本潤・西山伊佐・Ralf Stannarius
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] 液晶層秩序の局所的な高分子化によるヘテロ構造とダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      川本道久, 高西陽一, 山本潤
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] ナノミセルコアに閉じ込められた液晶の相転移挙動2012

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、石井陽子、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] 親水基を有する両親媒性液晶におけるN-SmA相転移臨界領域の異常拡張と転移前駆現象2012

    • 著者名/発表者名
      木本泰裕、西澤あゆみ、高西陽一、石井陽子、吉澤篤、山本潤
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] 液晶複合階層系における構造と揺らぎの静的・動的不均一性2012

    • 著者名/発表者名
      山本潤
    • 学会等名
      日本学術振興会情報科学用有機材料第142委員会A部会研究会
    • 発表場所
      東京理科大学・森戸記念館(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-28
  • [学会発表] Molecular Manipulator Driven by Spatial Variation of Liquid Crystalline Order2012

    • 著者名/発表者名
      Sadaki Samitsu, Yoicni Takanishi, Jun Yamamoto
    • 学会等名
      The 5th Discussion Meeting on Glass Transition
    • 発表場所
      東北大学,仙台(Invited Talk)
    • 年月日
      2012-02-27
  • [学会発表] 液晶複合系における構造と輸送の動的結合2012

    • 著者名/発表者名
      山本潤
    • 学会等名
      液晶微界面PJ記念シンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学・森戸記念館(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-16
  • [学会発表] 液晶秩序場による弾性長距離相互作用と新しい分子マニピュレーションの原理2012

    • 著者名/発表者名
      山本潤
    • 学会等名
      日本学術振興会情報科学用有機材料第142委員会A部会研究会
    • 発表場所
      東京理科大学・森戸記念館(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-13
  • [学会発表] 液晶バブル2011

    • 著者名/発表者名
      石井陽子
    • 学会等名
      第二回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] N-SmA相転移前駆現象の異常性2011

    • 著者名/発表者名
      木本泰裕
    • 学会等名
      第二回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] SmA-SmC相転移臨界現象への混和の影響2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木大二朗
    • 学会等名
      第二回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] 液晶ナノミセルコアのホールディング特性2011

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治
    • 学会等名
      第二回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] 穴あきラメラネマチック相における表面張力2011

    • 著者名/発表者名
      吉岡潤
    • 学会等名
      第二回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2011-11-19
  • [学会発表] コアシェルコレステリックエマルションの全方位レーザー発振2011

    • 著者名/発表者名
      内田幸明・高西陽一・山本潤
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] コレステリック液晶の配向緩和モードに対する理論解析とその実験的検証2011

    • 著者名/発表者名
      吉岡潤・高西陽一・山本潤
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] 新規表示モードを見据えたSmCA^*相のらせん構造電場応答2011

    • 著者名/発表者名
      野間聡・高西陽一・山本潤
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学、東京
    • 年月日
      2011-09-12
  • [学会発表] コアシェルコレステリックエマルションの球対称フォトニック構造2011

    • 著者名/発表者名
      内田幸明・高西陽一・山本潤
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学、東京
    • 年月日
      2011-09-12
  • [学会発表] 液晶ナノミセルコアの相転移とマーカー分子のコアに対するホールド性2011

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治・石井陽子・高西陽一・山本潤
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学、東京
    • 年月日
      2011-09-11
  • [学会発表] N-SmA相転移前駆現象の異常性2011

    • 著者名/発表者名
      木本泰裕・西澤あゆみ・高西陽一・石井陽子・吉澤篤・山水潤
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学、東京
    • 年月日
      2011-09-11
  • [学会発表] C-ダイレクターの高分子安定化と電場応答2011

    • 著者名/発表者名
      川本道久・高西陽一・山本潤
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学、東京
    • 年月日
      2011-09-11
  • [学会発表] ミクロ相分離状態の層構造とSmA-SmC相転移臨界現象2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木大二朗・高西陽一・山本潤・西山伊佐
    • 学会等名
      2011年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京都市大学、東京
    • 年月日
      2011-09-11
  • [学会発表] Novel Perforated Lamellar-Nematic phase in binary mixture of amphiphilic and calamitic liquid crystals2011

    • 著者名/発表者名
      Jun Yoshioka, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto, Isa Nishiyama
    • 学会等名
      8th Liquid Matter Conference 2011
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] Molecular Manipulator Driven by Spatial Variation of Liquid Crystalline Order2011

    • 著者名/発表者名
      Sadaki Samitsu, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto
    • 学会等名
      8th Liquid Matter Conference 2011
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2011-09-06
  • [学会発表] Isotropic lasing from cholesteric shell2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida, Toshimitsu Kanai, Yoichi Takanishi, Jun Yamamoto
    • 学会等名
      8th Liquid Matter Conference 2011
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2011-09-06
  • [産業財産権] FLC配向技術2012

    • 発明者名
      川本道久、山本潤、高西陽一、西山伊佐
    • 権利者名
      京都大学・DIC株式会社
    • 産業財産権番号
      特願2012-017164
    • 出願年月日
      20120200
  • [産業財産権] ラビングレス配向技2012

    • 発明者名
      根本文也、山本潤、高西陽一、西山伊佐
    • 権利者名
      京都大学・DIC株式会社
    • 産業財産権番号
      特願2012-010415
    • 出願年月日
      20120200
  • [産業財産権] Hindered SmC異常電傾2012

    • 発明者名
      鈴木大二郎、山本潤、高西陽一、西山伊佐
    • 権利者名
      京都大学・DIC株式会社
    • 産業財産権番号
      特願2012-017275
    • 出願年月日
      20120200

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公開日: 2013-06-26  

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