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2013 年度 実施状況報告書

動的光パターニング分子材料の開発と機能化

研究課題

研究課題/領域番号 25410089
研究種目

基盤研究(C)

研究機関横浜国立大学

研究代表者

生方 俊  横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (00344028)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード表面レリーフ / アントラセン / 光物質移動 / パターニング / アモルファス / 液晶
研究概要

光物質移動現象の実用化のために、これまでに全く報告のない新規な動的光パターニング分子材料の開発を進めた。具体的には、可逆的に光連結および光開裂する光連結性基二つを、メソゲン基およびスペーサで接続した光連結性化合物を設計・合成した。
当該年度は、光連結性基であるアントラセン基二つをメソゲン基であるビフェニル基および二種類のアルキルスペーサを介して接続した化合物を合成した。合成した化合物は、示差走査熱量分析測定において、液晶相を示す吸熱ピークは確認されなかったものの、スペーサのアルキル炭素数が6の化合物は、ガラス転移温度が31℃に観測され、安定なアモルファス薄膜を形成することが示唆された。この化合物のスピンコート膜の安定性は、格段に向上し、ビフェニル基を持たない化合物の薄膜においては、製膜後数時間の内に結晶化が観察され始めるのに対して、ビフェニル基を導入した化合物の薄膜は、室温下において少なくとも2週間は変化なく、アモルファス薄膜の状態を保っていた。この光連結性低分子化合物のアモルファス薄膜にフォトマスクを介して365 nmの紫外光を照射した結果、フォトマスクの周期と一致した表面レリーフが形成した。露光時における温度を検討した結果、75℃付近において移動効率が最大となることがわかった。この条件において、表面レリーフの形成過程を追跡したところ、約0.05 mW cm-2という大変小さい露光強度にもかかわらず、約15分間のパターン露光で約100 nmの高低差のレリーフが形成し、大変高感度に物質移動が誘起されることを実証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、(1)光連結性分子群の設計および合成、(2)薄膜の作製と液晶性および光応答特性の評価、(3)光パターニング構造形成、の3つの課題の実施計画を設定し、研究を進めてきた。(1)の計画においては、2つの新規光連結性分子群を設計し、合成できた。(2)において、2つの新規光連結性分子群の薄膜の液晶性および光応答特性を評価した結果、液晶性は示さなかったものの、安定性および光応答特性に優れることがわかった。さらに(3)において、選択した化合物において高感度に光パターニング構造の形成に成功した。以上より、ほぼ計画通りに進行し、研究目的は概ね計画通りに達成された。

今後の研究の推進方策

光連結性のビスアントラセン化合物を用いることで、高感度に光物質移動を誘起し、レリーフが形成されることを見いだした。また、ビフェニル基を導入することで、薄膜の安定性が向上することを見いだした。今後は、光連結性分子に液晶性を付与するために、より大きなメソゲン基の導入やアントラセン基の置換位置の検討を行う。

次年度の研究費の使用計画

昨年度は、共同研究先から光源となるキセノンランプ光源を借りることができたため、光源のための物品費が抑えられたために、今年度に使用する予定の研究費が生じた。
今年度は、昨年度まで借りられていたキセノンランプ光源の自由度が低下することが予想されるため、キセノンランプ光源を新規に一台購入する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enantioselective Photochromism of Diarylethenes in Human Serum Albumin2013

    • 著者名/発表者名
      Mai Fukagawa, Izuru Kawamura, Takashi Ubukata, Yasushi Yokoyama
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 ページ: 9434-9437

    • DOI

      10.1002/chem.201301459

    • 査読あり
  • [学会発表] 含窒素芳香環をペンダントしたビスチエニルエテンの酸塩基反応とフォトクロミズム2014

    • 著者名/発表者名
      高木和也・廣本祐馬・生方 俊・横山 泰
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] ビナフチル誘導体の合成と6π電子環状反応に基づくフォトクロミズム2014

    • 著者名/発表者名
      加藤竜二・生方 俊・横山 泰
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] ビスアントラセン誘導体薄膜の光表面レリーフ形成2014

    • 著者名/発表者名
      園田泰史・中山 恵・生方 俊
    • 学会等名
      第九回ナノテク交流シンポジウム
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20140307-20140307
  • [学会発表] ビスチミン誘導体薄膜の光二量化による表面レリーフ形成2014

    • 著者名/発表者名
      豊田雅人・生方 俊
    • 学会等名
      第九回ナノテク交流シンポジウム
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20140307-20140307
  • [学会発表] 有機酸/スピロオキサジン混合薄膜の可視光による表面レリーフ形成2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤茉莉子・生方 俊
    • 学会等名
      第九回ナノテク交流シンポジウム
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20140307-20140307
  • [学会発表] Photoformation of surface relief using photopolymerizable anthracene film2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ubukata, Megumi Nakayama, Hideyuki Kihara
    • 学会等名
      12th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials (12th ICFPAM)
    • 発表場所
      Auckland, New Zealand
    • 年月日
      20131208-20131213
  • [学会発表] 含窒素配位子を有するジアリールエテンのフォトクロミズムと錯形成挙動2013

    • 著者名/発表者名
      高木和也・廣本祐馬・石井勝弘・生方 俊・横山 泰
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学 城北地区
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] DNA に取り込まれたカチオン性ジアリールエテンのエナンチオ選択的フォトクロミズム2013

    • 著者名/発表者名
      秋間美緒・川村 出・生方 俊・横山 泰
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学 城北地区
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] カルボン酸部位を有するジアリールエテンの蛍光スイッチング2013

    • 著者名/発表者名
      佐俣萌実・生方 俊・横山 泰
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学 城北地区
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] スピロオキサジン薄膜の局所的な光異性化反応に基づく表面レリーフ形成2013

    • 著者名/発表者名
      生方 俊・有松研人・藤井祥平・横山 泰
    • 学会等名
      2013年光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学 城北地区
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] 超分子形成により機能する光応答性キラルドーパントの創生2013

    • 著者名/発表者名
      佐俣萌実・生方 俊
    • 学会等名
      第17回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      20130613-20130613
  • [学会発表] Facile One-step Photopatterning of Polystyrene Films2013

    • 著者名/発表者名
      生方 俊
    • 学会等名
      第62回高分子年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      20130529-20130531
    • 招待講演
  • [学会発表] Control of Fluorescence Using Photochromic Diarylethene Having Two Carboxylic Acid Groups2013

    • 著者名/発表者名
      Samata Moemi, Takashi Ubukata
    • 学会等名
      Japan-France Bilateral Symposium on Photoresponsive Materials 2013 (JF-SYMPHONIA2013)
    • 発表場所
      Aoyama Gakuin University
    • 年月日
      20130430-20130430
  • [備考] 研究者詳細

    • URL

      http://er-web.jmk.ynu.ac.jp/html/UBUKATA_Takashi/ja.html

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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