2018 Fiscal Year Annual Research Report
Multifunctional Photoresponsive System Focused on Molecular Orbital Topology and Molecular Alignment
| Project Area | Application of Cooperative-Excitation into Innovative Molecular Systems with High-Order Photo-functions |
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| Project/Area Number |
26107008
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松田 建児 京都大学, 工学研究科, 教授 (80262145)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | フォトクロミズム / 自己組織化 / STM / 協同性 / 分子電導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フォトクロミズムによる開環体／閉環体の分子構造変化と、下限臨界溶液温度(LCST)の高温相(相分離構造)／低温相(水和構造)の相変化を連動させることにより、水中で光誘起巨視的集合体構造変化を示すジアリールエテンについて本新学術領域研究で報告した。今回、このジアリールエテンの閉環体からなる超分子ナノファイバーが、メチルセルロースの枯渇力によって水中で長さ数百マイクロメートルのバンドルを形成することを明らかにした。一方、対応する開環体からなるスフィアは凝集しなかった。懸濁液を撹拌することにより形成されたサブミリメートル長のバンドルは可視光照射によって巨視的光応答を示すことを明らかにした。この結果は、枯渇力による超分子構造体のサブミリメートルサイズの形態変化を実現するための指針を示した。
閉環オレフィンメタセシス反応を鍵反応として用いて、ケクレンがらせん状にねじれた類縁体である、π-拡大ヘリセンを合成した。π拡大幾何学形状は、単結晶Ｘ線解析によって確認した。量子化学計算により、大きならせん径を持つπ拡大ヘリセンが小さなバネ定数を持つ柔らかい分子バネとして機能することを見出した。この化合物のラセミ化障壁は、[7]ヘリセンと比べて小さく、非常に速いラセミ化を起こすこともあわせて見出した。
コアに異なる数のフェニル環を有する一連のエステルおよびアミド誘導体における、固液界面での配列形成過程を、走査型トンネル顕微鏡により調べた。エステル誘導体が水素結合の欠如にもかかわらず高い協同性を示し、伸長プロセスにおける吸着ギブス自由エネルギー変化がコアのフェニル基の増加と共に負に増加することを見出した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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