| 研究課題/領域番号 |
23245027
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
芥川 智行 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60271631)
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| 研究分担者 |
坂井 賢一 千歳科学技術大学, 光科学部, 准教授 (50342788)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 強誘電体 / 分子性材料 / 液晶 / オルガノゲル / 分極反転 / 分子集合体 / ヒステリシス |
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| 研究実績の概要 |
分子性結晶中の多様な分子運動を設計し、それに伴うマクロな新規物性の出現を目指した研究を実施した。すでに、 (m-fluoroanilinium)(dibenzo[18]crown-6)[Ni(dmit)2]結晶中のm-fluoroaniliniumカチオンのフリップ－フロップ運動に伴う分極反転から実現する強誘電体－常誘電体転移について報告している。昨年度は、極ベンゼンやピレンなどに複数のテトラデシルアミド基（-CONHC14H29）を導入した誘導体の分子会合特性、分子集合体形成および分子間水素結合に由来する強誘電性の発現に関する検討を行った。最初に、異なる側鎖の数と置換位置を有する5種類のベンゼン誘導体に関して、その分子会合能および強誘電体物性に関する検討を行った。いくつかの化合物では、種々の有機溶媒中でオルガノゲルを形成し、基板上で多彩な二次元網目状ネットワークを形成した。アルキルアミド鎖の本数を増加させると分子間N-H~O=水素結合が強くなり、分子会合能の向上と強固なナノファイバーの形成が生じる。2鎖型化合物は、オルガノゲルなどは形成せず、二段階の固相－固相転移を示し、液相に転移する。また、化合物3～6鎖型化合物では温度上昇に伴い、固相－Colh相転移を示した。カラムナー液晶相（Colh）の出現は、ベンゼン環の重なりと分子間N-H~O=水素結合の形成が駆動力となっている。また、2鎖型化合物の中間相と3および5鎖型化合物のColh相では、強誘電性の発現が電場－分極ヒステリシスから確認された。一方、4鎖と6鎖型化合物は、同様な測定条件下でヒステリシスを示さなかった。強誘電性の出現は、アルキル鎖の分子運動が激しい中間層におけるカラム内の分子間アミド結合の反転による分極反転から生じたと考えられ、分子内N-H~O=水素結合と立体障害により支配される事を明らかとした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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