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2013 年度 実績報告書

前例なき三次元構造形態を有するディスコティック液晶の相挙動の徹底解明

研究課題

研究課題/領域番号 24655118
研究機関東京工業大学

研究代表者

福島 孝典  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (70281970)

研究分担者 庄子 良晃  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (40525573)
キーワード液晶 / キュービック相 / トリフェニレン / イミダゾリウムイオン / 自己集合
研究概要

本研究は、イミダゾリウムイオンを側鎖末端に有する液晶性トリフェニレン誘導体が発現する、双連続Ia3dキュービック相の詳細な構造解明を目的として実施した。平成25年度は24年度に引き続き、新規トリフェニレン分子の開発および液晶構造解析について詳細な検討を行った。サンプリング法の工夫により、モノドメイン液晶をガラスキャピラリー先端に担持することに成功した。これにより、単結晶X線回折装置を用いた液晶の精密構造解析が可能になった。モノドメイン液晶から得られたX線反射データを解析して得られたIa3dキュービック相の描像は、これまで想定されてきたジャイロイド構造とは大きく異なっていた。具体的には、ジャイロイド構造とともに、リング構造から構成される巨大な格子構造が形成されていることを明らかにした。さらに、イミダゾリウムイオン部位の対アニオンを変えた誘導体を用いて電子密度分布解析を行ったところ、対アニオンのサイズを大きくすることで、高電子密度部位であるジャイロイドとリング構造がともに太くなることを見出した。次に、このディスコティック液晶分子の固体NMR測定およびレオロジー測定によるIa3dキュービック相の動的性質について検討した。この観測結果より、このトリフェニレン誘導体が形成するキュービック相が、結晶のような位置と配向の規則性をもつ一方、液体のような流動性も併せ持つという、極めてユニークな特性を明らかにした。以上、前例なき双連続Ia3dキュービック相の構造解明へ向けて、(1)液晶のモノドメイン化、(2)X線反射データの収集および精密構造解析、(3)液晶の機械的特性評価のいずれにおいても、研究を大幅に進展させることができた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] π共役-イオン複合分子が織りなす新構造・新現象2014

    • 著者名/発表者名
      福島孝典
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140326-20140329
  • [学会発表] Triphenylene Hexacarboxylic Ester as a Classic yet New Discotic Mesogen2013

    • 著者名/発表者名
      福島孝典
    • 学会等名
      5th International Symposium on Emergence of Highly Elaborated pi-Space and Its Function
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      20131024-20131026
    • 招待講演
  • [学会発表] Liquid-Crystalline Assemblies of Triphenylene Hexacarboxylic Esters with Unique 2D and 3D Structures2013

    • 著者名/発表者名
      福島孝典
    • 学会等名
      2013 International Conference on Self-Assembled Functional Materials (2013 ICSFM)
    • 発表場所
      南京(中国)
    • 年月日
      20130705-20130707
    • 招待講演
  • [学会発表] Unique 2D- and 3D Assemblies from Liquid Crystalline Triphenylene Hexacarboxylic Esters2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kajitani, Daisuke Hashizume, Terutsune Osawa, Takanori Fukushima, Takuzo Aida
    • 学会等名
      The 5th Gratama Workshop
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20130529-0601
  • [備考] 東京工業大学資源化学研究所無機資源部門

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp/

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公開日: 2015-05-28  

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