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2015 年度 実績報告書

液晶性秩序構造の次元性の光制御

研究課題

研究課題/領域番号 25410091
研究機関岐阜大学

研究代表者

沓水 祥一  岐阜大学, 工学部, 教授 (80214964)

研究分担者 三輪 洋平  岐阜大学, 工学部, 准教授 (10635692)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード超分子化学 / 自己組織化 / ナノ材料 / 複合材料・物性 / 双連結キュービック構造 / 光スイッチング
研究実績の概要

申請者らは、双連結キュービック液晶(Cub_bi)相を形成する化合物にアゾ化合物を添加した二成分系において、紫外光照射により1次元秩序相であるスメクチックC(SmC)相から3次元のネットワーク構造を有するCub_bi相への相転移を誘起することにはじめて成功した。本研究は以下の2つを主目的に遂行した:(1)この光誘起->Cub_bi相への相転移をナノレベルならびに分子レベルから調査し、その物理化学を解明する。また、その知見を生かし、(2)ナノ構造の次元性を光で自在に制御する新しい材料学の創製をおこなう。これまでの成果の概要は以下の通りである。①は(1)の、②は(2)の成果である。
① ベンゼンカルボン酸系キュービック液晶性化合物とアゾ化合物の二成分系試料において、斜入射小角X線散乱(GI-SAXS)、UV-Vis測定、IR測定等により相転移を追跡した。添加成分のアゾ化合物のトランス-シス光異性化がSmC相の高温側のCub_bi相の三次元ネットワーク構造を直接誘起・安定化しているわけではなく、競合して形成するSmC相の層状構造を不安定化する結果として、相転移が駆動されることを明らかにした。またアゾ化合物の添加量と光誘起温度を条件パラメータにGI-SAXS時間分解測定から光応答性ならびに相転移の進行過程の定量的な知見を明らかにした。
② ベンゼンカルボン酸系キュービック液晶性化合物のニトロ基をシアノ基に置換した系とアゾ化合物の二成分系、さらにはフェニルヒドラジン系の単一化合物及び二成分系においても、光誘起相転移の発現に成功し、Cub_bi相の光誘起手法の汎用性を示した。特に、フェニルヒドラジン系の単一化合物においては、SmC相からこれまでのIa3d対称性ではなくIm3m対称性のCub_bi相への相転移が誘起できることを、一方、フェニルヒドラジン系の二成分系においては、SmC相の低温側に存在するCub_bi相の紫外光照射による誘起に成功した。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A Structural Model of the Chiral "Im3m" Cubic Phase2016

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, Y. Yamamura, Y. Miwa, and S. Kutsumizu
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 18 ページ: 3280-3284

    • DOI

      10.1039/c5cp06658a

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoresponsive Toroidal Nanostructure Formed by Self-Assembly of Azobenzene-Functionalized Tris(phenylisoxisazolyl)benzene2016

    • 著者名/発表者名
      H. Adachi, Y. Hirai, T. Ikeda, M. Maeda, R. Hori, S. Kutsumizu, and T. Haino
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 18 ページ: 924-927

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b03622

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stabilization of bicontinuous cubic phase in siloxane-terminated mesogens, 1,2-bis[4'-(n-(oligodimethylsiloxyl)alkoxy)benzoyl]hydrazine2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kutsumizu, I. Tokiwa, A. Kawafuchi, Y. Miwa, Y. Yamamura, and K. Saito
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 18 ページ: 9013-9020

    • DOI

      10.1039/C6CP00622A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] FT-IR Study on Liquid Crystal Phase Transitions of Thermotropic Hydrogen-Bonded Cubic Mesogenes, 1,2-Bis(4´-n-alkoxybenzoyl)hydrazines (BABH-n) and 4´-n-Alkoxy-3´-nitrobiphenyl-4-carboxlic acid (ANBC-n): Spectroscopic Evidence for Quasi-Binary Picture Model2015

    • 著者名/発表者名
      R. Ogawa, Y. Miwa, and S. Kutsumizu
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 119 ページ: 10131-10137

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b05498

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 5-N-Arylaminothiazoles as Highly Twisted but Efficient Fluorescent Monocyclic Heterocycles: Synthesis and Characterization2015

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaguchi, T. Murai, S. Hasegawa, Y. Miwa, S. Kutsumizu, T. Maruyama, T. Sasamori, and N. Tokitoh
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 80 ページ: 10742-10756

    • DOI

      10.1021/acs.joc.5b01963

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 光誘起によるスメクチック-双連結キュービック液晶相転移に対するアゾベンゼン濃度と温度の影響2016

    • 著者名/発表者名
      水谷真理子、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 双連結キュービック液晶相を形成するシロキサン含有液晶化合物の創製2016

    • 著者名/発表者名
      川淵茜、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Rational Molecular Design for Bicontinuous Cubic Mesognes 1,2-bis(4’-n-alkoxyaryloyl)hydrazines2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kutsumizu, Y. Yamada, I. Tokiwa, A. Kawafuchi, T. Sugimoto, T. Udagawa, and Y. Miwa
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規なアゾベンゼン誘導体azo-COOPh-22の光異性化を駆動力として双連結型キュービック相を誘起する系の開発2015

    • 著者名/発表者名
      永井彩、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-18
  • [学会発表] 光誘起によるスメクチック-双連結キュービック液晶相転移に対する組成および温度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      水谷真理子、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-18
  • [学会発表] 分子コア部にアゾ基を導入した新規双連結型キュービック液晶性化合物の熱相転移挙動および紫外光応答挙動2015

    • 著者名/発表者名
      近藤秀昭、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-18
  • [学会発表] シロキサンを組み込んだ新規キュービック液晶性化合物の相挙動解明2015

    • 著者名/発表者名
      川淵茜、常盤一成、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-18
  • [学会発表] シリンダー状ナノスケール空間がキュービック液晶性化合物の相挙動に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      白川紗衣、鈴木花奈、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-18
  • [学会発表] 双連結キュービック液晶の形成に対する分子間相互作用の影響2015

    • 著者名/発表者名
      小川涼士、服部貴大、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第46回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2015-11-17 – 2015-11-18
  • [学会発表] アゾ分子の光異性化によるスメクチックC相から共連続キュービック液晶相への光誘起相転移2015

    • 著者名/発表者名
      沓水祥一、三輪洋平、水谷真理子、永井彩
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 末端にシロキサン部位を持つ液晶性化合物の共連続キュービック相の構造2015

    • 著者名/発表者名
      沓水祥一、常盤一成、三輪洋平、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [学会発表] 斜入射X線回折と複屈折の時間分解測定によるスメクチックC相と双連結型キュービック液晶相間の光誘起相転移速度の研究2015

    • 著者名/発表者名
      三輪洋平、水谷真理子、沓水祥一
    • 学会等名
      2015年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] 末端にシロキサン部位を持つ液晶性化合物のキュービック相周期の”ゆらぎ”2015

    • 著者名/発表者名
      沓水祥一、常盤一成、三輪洋平、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      2015年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] シリンダー状のナノ空間制限がキュービック液晶性化合物の相挙動に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      白川紗衣、鈴木花奈、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      2015年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] BABH-n をベースにコア部のπ電子共役系を拡張した化合物の相転移挙動に対するコアサイズの影響2015

    • 著者名/発表者名
      山田祐太朗、川淵茜、杉本匡史、宇田川太郎、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      2015年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] 双連結型キュービック相構造に対する分子コア部の化学構造の影響2015

    • 著者名/発表者名
      山田祐太朗、川淵茜、杉本匡史、宇田川太郎、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      2015年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] アゾベンゼン誘導体の光異性化により誘起されるスメクチック C-共連続キュービック液晶相転移挙動における組成と温度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      水谷真理子、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] 共連続性キュービック液晶構造の形成に対するメゾサイズでの空間制限の効果2015

    • 著者名/発表者名
      白川紗衣、鈴木花奈、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] スメクチック相-キュービック相間および二種類のキュービック相間の転移における局所的な分子間相互作用の変化 : キュービック液晶のFT-IRによる研究2015

    • 著者名/発表者名
      小川涼士、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] 光により誘起される双連結型キュービック液晶相2015

    • 著者名/発表者名
      三輪洋平
    • 学会等名
      第19回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES館ホール
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-15
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規なアゾベンゼン誘導体azo-COOPh-22の光異性化を駆動力として双連結型キュービック相を誘起する液晶系の開発2015

    • 著者名/発表者名
      永井 彩、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第19回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES館ホール
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-15
  • [学会発表] シロキサン含有新規キュービック液晶性化合物の創製2015

    • 著者名/発表者名
      川淵茜、常盤一成、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第19回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES館ホール
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-15
  • [学会発表] ナノ空間制限がキュービック液晶性化合物BABH-nの相挙動に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      白川紗衣、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第19回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES館ホール
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-15
  • [学会発表] キュービック液晶性化合物の液晶―液晶相転移における分子間相互作用の変化2015

    • 著者名/発表者名
      小川涼士、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第19回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES館ホール
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-15
  • [学会発表] 分子間相互作用の変化分子中央部のπ電子共役系拡張によるキュービック相形成への影響2015

    • 著者名/発表者名
      山田祐太朗、杉本匡史、大塚美奈、三輪洋平、沓水祥一
    • 学会等名
      第19回液晶化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学ES館ホール
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-15
  • [備考] 沓水・三輪研究室>スタッフ紹介>沓水祥一

    • URL

      http://www1.gifu-u.ac.jp/~kutsu_ap/index.htm

  • [備考] 化学・生命工学科>物質化学コース>沓水祥一 研究概要

    • URL

      http://www.eng.gifu-u.ac.jp/busshitsu/staff/kutsumizu.html

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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