バナナ型分子におけるキラル強誘電液晶の自然分晶とキラリティの起源

香蕉形分子中手性铁电液晶的自然结晶和手性起源

• 批准号: 03J03275
• 负责人: 渡辺 伸博
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03275/
• 关键词: 液晶; ソフトマテリアル; らせん構造; 強誘電相; 反強誘電相; キラリティ; 自然分晶; 有機エレクトロニクス; スメクチック相; キラリティー; 不斉合成

本年度の研究においては、バナナ型液晶分子が形成するバナナ液晶相(B相)の常温固定化を目指して新規バナナ型液晶分子、並びに液晶高分子の合成を行うと共に、キラル強誘電液晶相の発現要因の特定について検討を行った。また、ヘテロ環の誘電特性を生かした有機デバイスの作製も行った。以下にその主な結果を示す。・オキサジアゾールおよびチオフェン環を含むバナナ型液晶分子の合成および構造決定ヘテロ環をベントコアに含むバナナ型液晶分子を合成し、それらの液晶分子が形成する液晶相の構造をDSC測定、X線回折法、固体NMR法等により決定した。オキサジアゾール環をベントコアにもつバナナ型分子は約180度以上の高温度領域においてスメクチック相を示し、このスメクチック相はキラルならせん構造を液晶相内に含むB4相であることを円二色性スペクトル並びに偏光顕微鏡観察において確認した。また、固体NMR法により、キラリティーが発生する要因は分子のねじれコンフォメーションに依存しないことを確かめた。・全エステル結合型バナナ型分子の合成ならびに相構造決定ヘテロ環ならびにベンゼン環を全てエステル結合で連結し、さらに非対称な構造をもたせたバナナ型液晶分子を合成し、物性評価を行った。これらの非対称バナナ型分子は比較的低温度領域においてスメクチック相を示した。また、これらのスメクチック相は三角波印加によって液晶ドメインの反転を示したことから、強誘電性を示す液晶相であることを確認した。この強誘電を示すスメクチック相においてはバナナ型分子がチルトしており、液晶相内においてキラリティーを生み出していることを偏光顕微鏡観察ならびにX線回折法により確認した。・オキサジアゾールおよびチオフェン環を含む液晶高分子の合成および構造決定オキサジアゾール環をベントコアに含む主鎖型液晶高分子を融解重縮合法、ポリチオフェンを即鎖にもつ側鎖型液晶高分子を開環重合法により合成し、構造決定ならびに物性評価を行った。これらのヘテロ環を含む液晶高分子においてB相は確認されなかったが、共に良好な電子または正孔移動度を示し有機デバイスへの応用に有用であることを確認した。

在今年的研究中，我们合成了新的香蕉型液晶分子和液晶聚合物，其目的是固定由香蕉液晶分子形成的香蕉液晶相（B期），并在室温下还检查了导致鼠铁液态晶体相的鉴定。此外，制造了有机设备，利用了杂环的介电特性。主要结果如下所示。香蕉型液晶分子的合成和结构测定，其中含有氧化二唑和噻吩环。合成了通风芯中含有异内周的香蕉型液体晶体分子，并通过这些液体晶体分子形成的液晶相结构通过DSC测量，X射线衍射，固体态NMR等确定。较高，通过圆形二色性光谱和极化光学显微镜证实，这种近晶相是一个B4相，它在液晶相内包含手性螺旋结构。此外，固态NMR方法证实，引起手性的因素不取决于分子的扭转构象。 - 所有酯键键的香蕉型分子和确定相结构的合成均通过酯键连接了杂环和苯环，并评估了具有不对称结构的香蕉型液晶分子，并评估了物理特性。这些不对称的香蕉形分子在相对较低的温度区域表现出近晶相。此外，由于这些近晶阶段通过施加三角波显示了液晶结构域的反转，因此可以证实它们是表现出铁电性的液晶相。在这种表现出铁电性的近晶阶段中的香蕉形分子被倾斜，并通过极化显微镜观察和X射线衍射在液晶相中产生手性。含有氧化二唑和噻吩环的液晶聚合物的合成和结构测定。通过熔化的多凝结方法合成了弯曲芯中含有奥沙二唑环的主链液晶聚合物，并评估了含有聚噻吩的侧链液晶聚合物作为即时链的侧链液晶聚合物，是开环聚合方法，以及结构确定和物理性能。尽管在含有这些异环的液晶聚合物中没有确认B相，但它们既表现出良好的电子或孔迁移率，又可用于在有机设备中的应用。

项目成果

Bridged Polycatenane

桥联聚链烯

• 发表时间: 2004
• 期刊: Macromolecules 37-18
• 作者: Atula S.D.Sandanayaka et al.;Nobuhiro Kihara et al.;Nobuhiro Watanabe et al.;Nobuhiro Kihara et al.;Nobuhiro Watanabe et al.
• 通讯作者: Nobuhiro Watanabe et al.