光二量化反応に基づいた有機化合物の可逆的な相構造制御とその応用に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550221
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機工業材料
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 木原 秀元 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究グループ長 (60282597)
• 研究分担者: 吉田 勝 産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 企画室長 (40344147)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 機能性有機材料 / 相変化材料 / 光化学 / 光パターニング / 光記録材料 / アントラセン

研究概要

アントラセンカルボン酸に置換基を導入して得られたさまざまな化合物は室温において結晶相を示した。この化合物を加熱溶融した状態で紫外光を照射してアントラセンの光二量化反応を進行させたところ、得られた光二量体は結晶相を示すものと、アモルファス固体相を示すものがあること分かった。さまざまな測定および計算シミュレーションの結果、アモルファス固体相を示す要因は、光二量体に構造異性体が存在すること、および溶融状態での拡散速度が遅いことが示唆された。また、光二量体は高温に加熱すると熱逆反応により元のモノマーに戻り結晶相を示すことが分かった。この現象を利用して書き換え可能な光パターニングの作成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Reversible phase change of new anthracene compounds triggered by the action of light and heat (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Kihara, Masaru Yoshida
  • 雑誌名: IOP Conf. Series : Materials Science and Engineering 巻: Vol.54(proceedings) ページ: 012020
  • DOI: 10.1088/1757-899X/54/1/12020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible Bulk-Phase Change of Anthroyl Compounds for Photopatterning Based on Photodimerization in the Molten State and Thermal Back Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Kihara, Masaru Yoshida
  • 雑誌名: ACS Applied Materials and Interfaces 巻: Vol.5 ページ: 2650-2657
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光二量化反応を利用した機能性有機材料の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 雑誌名: 化学工業 巻: Vol.64, No.5 ページ: 321-326
• [雑誌論文] 有機系の相変化光記録材料の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 雑誌名: 機能材料 巻: Vol.33, No.9 ページ: 60-64
• [雑誌論文] 新しい相変化型リライタブル光記録材料 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元、吉田勝
  • 雑誌名: O plus E 巻: Vol.33, No.7 ページ: 751-754
• [学会発表] Phase-Change Organic Material for Rewritable Photopatterning Based on Photodimerization and Thermal Back Reaction of Anthracene Moiety (2013)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 学会等名: 12th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materals
  • 発表場所: ニュージーランド・オークランド大学
  • 年月日: 2013-12-09
• [学会発表] 光による状態変化を利用した機能性有機材料の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 学会等名: 第96回複合材料懇話会
  • 発表場所: 群馬大学
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] Reversible Phase Change of New Anthracene Compounds Triggered by the Action of Light and Heat (2013)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 学会等名: International Workshop on Science and Patents (IWP) 2013
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2013-09-06
• [学会発表] 光と熱の作用により双安定状態を形成するアントラセン化合物 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 学会等名: 第16回液晶化学研究会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-05-18
• [学会発表] ケイ皮酸およびアントラセンの光二量化反応を利用した機能性有機材料の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 学会等名: 春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 光と熱の作用により双安定状態を形成するアントラセン化合物の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 学会等名: 第2回Phoenics国際シンポジウム
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] アントラセン光二量化反応に基づいた選択的かつ可逆的な「結晶-アモルファス」相変化を示す新規光パターニング材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木原秀元
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-28
• [備考]
  • URL: https://unit.aist.go.jp/nri/smartmg/index.html