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無機ナノロッドは多様な機能に基づくナノスケールデバイスの基礎として注目されている。本研究課題では、無機ナノロッドと液晶高分子および低分子材料との複合化、さらには光応答材料材料の導入などにより、液晶分子の組織化能力を最大限に活用し、ナノロッドを任意に配向させることを可能とする材料創製を目指したものである。
基本となるネマチック液晶高分子として、側鎖メソゲンに対して低分子液晶や機能性分子が効果的に作用する材料設計を進めた。前年度までに、機能性分子の側鎖メソゲンへの相互作用・高次構造形成を示す指標としてキラル分子によるキラルネマチック液晶相形成を検討し、フェニルベンゾエート骨格を側鎖メソゲンとするネマチック液晶高分子にイソソルビド誘導体を相溶させることでキラルネマチック層が発現すること、非液晶性側鎖をランダムに液晶高分子に共重合させることでキラル分子との相互作用が促進されることを見出した。またフェニルベンゾエート基の光Fries転移に基づく光配向現象を活用するため、液晶高分子薄膜の光応答性を検討し、100nm以下へ薄膜化することによる配向応答性の低下、基板および空気界面による分子運動の束縛を示す結果を得るとともに、低分子液晶の補助による配向促進の可能性を見出した。最終年度では、液晶高分子の光応答および運動性をさらに促進させる材料設計を進めた。フェニルベンゾエート基をメソゲンとするネマチック液晶高分子を主体とし、これに非液晶性アルキル側鎖をランダムに導入することで、低分子液晶材料を相溶させることによる光再配向が促進され、100nm以下の薄膜状態において非液晶性側鎖および低分子材料の導入前と比べて飛躍的に短時間化することに成功した。基板界面による束縛の影響を解消し自由度の高いナノロッド配向を実現する道筋を拓いた。
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