光駆動型構造相転移を示す有機分子結晶の創出と形状記憶機能への展開

创造具有光驱动结构相变的有机分子晶体并开发形状记忆功能

基本信息

批准号：
22K14668
负责人：
西村涼
金额：
$ 3万
依托单位：
Rikkyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題は、光応答性有機結晶材料に対して、光照射をすることで、形状記憶効果や超弾性現象を誘起することを目指した研究である。これまで、いくつかの有機超弾性現象の例が報告されてきたが、それらは、機械的刺激、温度による制御が達成されている。それに加えて、我々は、光によってもコントロールできるのでは？と考え、その結晶の実現のため、分子間相互作用を考えた分子設計、合成、結晶作成を行ってきた。また、ジアリールエテンの結晶中での着色反応は結晶の表層のみでしか起こらないことが多い為、結晶全体の構造変化を誘起するのは難しい。そこで、逆フォトクロミズムを示す結晶を作成し、結晶全体が異性化するような系を構築し、その光制御も目指している。まず、逆フォトクロミズムを示す系については、いくつか合成を行った。溶液中では逆フォトクロミズムを示したものの、単結晶にすると、すべて光異性化を起こさなかった。それらの結晶の単結晶X線構造解析を行うと、反応する原子間の距離が、反応を許容する距離内に位置していなかった。これらの結果を踏まえ、分子設計しなおす必要がある。また、申請書に記載した、分子間相互作用の強弱を光によって変えることで、構造相転移を引き起こすことを狙った分子に関しては、複数合成しており、それらの結晶を作成している途中段階である。また、その中の一つが、当初の目的とは異なるが、面白い機械的刺激応答性を示した。この挙動の詳細は既に解析しており、論文化、そして更なる展開も期待できそうである。

该研究主题旨在通过辐射光自动反应性有机晶体材料来诱导形状记忆效应和超弹性现象。到目前为止，已经报道了有机超弹性现象的几个例子，并实现了机械刺激和温度控制。另外，我们也可以用光控制吗？为了实现晶体，我们一直在设计，合成和创建考虑分子间相互作用的分子材料。此外，由于晶体中日陶酯的着色反应通常仅发生在晶体的表面层中，因此很难在整个晶体中诱导结构变化。因此，我们创建了表现出逆光色素的晶体，并构建了一个系统，整个晶体异构体和旨在控制光线。首先，针对表现出逆光致变色的系统进行了几种合成。尽管该溶液显示出反向光色素，但是当制成单个晶体时，未发生光异构化。这些晶体的单晶X射线结构分析表明，反应原子之间的距离不在允许反应的距离内。基于这些结果，有必要重新设计分子设计。此外，应用中提到的多个分子旨在通过改变与光的光间相互作用的强度（如应用形式中所述）合成，并在产生晶体的中间。此外，其中一个表现出有趣的机械刺激响应能力，尽管与原始目的不同。有关此行为的详细信息已经进行了分析，似乎可以预期进一步发展。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

新奇なメカノフルオロクロミズムを示すジアリールエテン結晶

二芳基乙烯晶体表现出新型机械荧光变色现象

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tajima Keita;Matsuo Kyohei;Yamada Hiroko;Fukui Norihito;Shinokubo Hiroshi;西村涼
通讯作者：
西村涼

蛍光性ジアリールエテンの光反応量子収率に対する反応点アルキル置換基の効果

反应位点烷基取代基对荧光二芳基乙烯光反应量子产率的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsuo Muneyuki;Yasuda Katsunari;Nishi Kei;Kuze Masakazu;Kitahata Hiroyuki;Nishiura Yasumasa;Nakata Satoshi;西村涼
通讯作者：
西村涼

Multicolor Photochromism of Two-Component Diarylethene Crystals Containing Oxidized and Unoxidized Benzothiophene Groups

含氧化和未氧化苯并噻吩基团的双组分二芳基乙烯晶体的多色光致变色

DOI：
10.3390/cryst12121730
发表时间：
2022
期刊：
Crystals
影响因子：
2.7
作者：
Nishimura Ryo;Nagakawa Yurika;Morimoto Masakazu
通讯作者：
Morimoto Masakazu

White light emission generated by two stacking patterns of a single organic molecular crystal

DOI：
10.1039/d2ma00670g
发表时间：
2022
期刊：
Materials Advances
影响因子：
5
作者：
Yuma Nakagawa;Kuon Kinoshita;Megumi Kasuno;Ryo Nishimura;M. Morimoto;S. Yokojima;M. Hatakeyama;Yuki Sakamoto;Shinichiro Nakamura;K. Uchida
通讯作者：
Yuma Nakagawa;Kuon Kinoshita;Megumi Kasuno;Ryo Nishimura;M. Morimoto;S. Yokojima;M. Hatakeyama;Yuki Sakamoto;Shinichiro Nakamura;K. Uchida

Turn-on mode fluorescent diarylethene containing neopentyl substituents that undergoes all-visible-light switching

含有新戊基取代基的开启模式荧光二芳基乙烯，可进行全可见光切换