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2014 年度 実施状況報告書

水素結合性光配向性高分子液晶複合体におけるメカノクロミズムの発現と配向制御

研究課題

研究課題/領域番号 25810079
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

近藤 瑞穂  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70447564)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード水素結合 / メカノクロミズム / 機械的刺激
研究実績の概要

メカノクロミック発光(MCL)は圧縮や延伸、磨砕などの機械的刺激の印加によって色素の化学構造や凝集状態が変化して誘起される発光色の可逆的な変化である。本課題では,水素結合などの非共有結合を用いてMCLの発光特性を変調・制御することを目的としている。これまでに我々は分子末端にピリジル基を導入したMCL色素について報告してきた。ピリジル基を導入することで酸やハロゲン化物との複合化が可能となるだけでなく、凝集状態や電子状態を変化できるために多様な発光色も発現できる。本年度は、これまでに磨砕応答性が確認されている色素のアルキル鎖を短縮化し、結晶性を向上させた色素を合成し、結晶状態における凝集状態を解析するとともに、種々の低分子と複合化させ、発光色および磨砕応答性の変化を検討した。合成した化合物粉末は乳鉢で磨砕することにより変色し、融点以上に加熱することにより初期状態に戻った。また,化合物に酸やハロゲンを作用させると,異なる発光色を示した状態で磨砕応答性を維持することがわかった。
続いて液晶相の導入を試みた。MCL色素は、液晶性を導入することで分子の集合状態の緻密な制御が可能となり、高度な色調変化を実現できることがこれまでに報告されている。また、ネマチック相のような低粘性の液晶相を導入すれば凝集状態の変換が容易になり、高感度なMCL材料の実現が期待できる。さらに、液晶は外場によって容易に分子配向を制御できることから、偏光発光や異方的な発光色変化など軸選択的な特性制御の付与も期待できる。そこで分子末端のピリジル基をベンゾニトリルに置換した色素を合成し、液晶性及び磨砕応答性について検討した。また、Click反応を適用し、分子内のアセチレン骨格をトリアゾール環に置換したMCL材料も合成し、磨砕応答性や分子配向性についても評価した

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

水素結合だけでなくプロトン化やハロゲン結合などを利用することによってもMCL特性を変調・制御できることは,材料選択を広げる点で非常に有用な発見であった。

今後の研究の推進方策

これまでは固体特性に着目していたが,より多用途に利用できる薄膜への展開を試みる。すでに固体色素を分散した不均一系薄膜では実現しているが,均一系では実現していない。また,磨砕以外の応答にも適応できるよう工夫する予定である

次年度使用額が生じた理由

予定していた化合物より単純な構造で機能が発現したため,物品費が予定より低くなった

次年度使用額の使用計画

前年度に得られた知見をもとに,材料設計を最適化する

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mechanoresponsive change in photoluminescent color of rodlike liquid-crystalline compounds and control of molecular orientation on photoaligned layer2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kondo, S. Miura, K. Okumoto, M. Hashimoto, R. Fukae, N. Kawatsuki
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 9182 ページ: 91820A-1-6

    • DOI

      10.1117/12.2060552

  • [雑誌論文] Mechanochromic luminescence characteristics of pyridine terminated chromophores in the solid-state and in a poly(vinyl alcohol) matrix2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kondo, S. Miura, K. Okumoto, M. Hashimoto, N. Kawatsuki
    • 雑誌名

      Chem. Asian J.

      巻: 9 ページ: 3188-3195

    • DOI

      10.1002/asia.201402739

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] トリアゾール環を有する水素結合型色素の合成及び磨砕応答の評価2014

    • 著者名/発表者名
      奥本健太郎・三浦成矢・中西孝夫・近藤瑞穂・川月喜弘
    • 学会等名
      2014年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      島根 (くにびきめっせ)
    • 年月日
      2014-09-10
  • [学会発表] Mechanoresponsive change in photoluminescent color of rodlike liquid-crystalline compounds and control of molecular orientation on photoaligned layer2014

    • 著者名/発表者名
      Mizuho Kondo
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2014
    • 発表場所
      California (San Diego Convention Center), USA
    • 年月日
      2014-08-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular Alignment Control of Pentacene Molecules Deposited on a Photocrosslinkable Liquid-crystalline Polymer Film2014

    • 著者名/発表者名
      Mizuho Kondo, Takao Nakanishi, Akira Heya, Naoto Matsuo and Nobuhiro Kawatsuki
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Advanced Display Materials and Devices (ADMD 2014)
    • 発表場所
      Sendai (Tohoku University)
    • 年月日
      2014-07-24
  • [学会発表] 水素結合を利用した色素-光配向性高分子複合体フィルムの蛍光制御2014

    • 著者名/発表者名
      橋本真由子・近藤瑞穂・川月喜弘
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      愛知(名古屋国際会議場)
    • 年月日
      2014-05-28

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公開日: 2016-06-01  

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