分子の構造変化が結晶の表面モルフォロジー変化を誘起する際に寄与する協同効果の解明

阐明当分子结构变化引起晶体表面形态变化时所产生的协同效应

• 批准号: 07J09699
• 负责人: 黒木 瑠美
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J09699/
• 关键词: フォトクロミズム; フォトメカニカル挙動; 混晶; フォトメカニカル機構; 結晶形状変化

本研究はフォトクロミック分子の異性化による幾何構造変化を利用したナノアクチュエーターの構築を目指し、一分子の幾何構造変化がマクロな材料変形へと繋げる上での必要条件を解明するものである。平成20年度は結晶内における異分子が材料変形へ与える影響を調べることを目的とし、任意の組成比の結晶を作製できる混晶系の開発とその光誘起形状変化の観測に着手した。平成21年度は、新たにジアリールエテンを合成し、その形状変形について検討を行った。また、この分子を用いた混晶の作製に関しても検討を行った。固相における相溶性を持たせること、および、混晶中において特定の成分のみを光反応させることを目的として分子を設計し、平成20年度に用いた分子と同様の骨格を持ち、ヘテロ芳香族環をオキサゾール環としたジオキサゾリルエテンを合成した。この分子は溶液中で橙色へのフォトクロミズムを示し、着色体の吸収波長はジチエニルエテン、ジチアゾリルエテンに比べ短波長にシフトした。ヘキサンからの再結晶で生成したブロック状の結晶は橙色へのフォトクロミズムを示した。得られた結晶を昇華させることによって厚みがナノメートルオーダーの結晶を得た。昇華結晶は紫外光照射によりフォトクロミズムを示したが、フォトクロミズムに伴う形状変化は確認できなかった。この化合物と、同様の構造を持ったジチアゾリルエテン、ジチエニルエテンとの混晶の作製を検討したところ、ジオキサゾリルエテン-ジチアゾリルエテン、ジオキサゾリルエテン-ジチエニルエテンそれぞれに関して、二成分結晶を形成することを確認した。

这项研究旨在使用由光致变色分子异构化引起的几何变化构建纳米活性剂，并阐明单个分子的几何变化的必要条件，从而导致宏观材料变形。在2008年，目的是研究晶体中不同分子对材料变形的影响，并开始开发混合晶体系统，这些晶体系统可以产生任何组成比的晶体并观察其光引起的形状变化。 2009年，合成了一种新的二透铁烯，并检查了其形状变形。此外，还研究了使用该分子的混合晶体制备。该分子的设计目的是使其在固相中兼容，并仅在混合晶体中使用特定的特定成分，而具有类似于2008年使用的分子的骨骼并使用异芳族环的骨骼，并合成了甲状腺环。该分子在溶液中表现出光色素对橙色表现，而彩色体的吸收波长比乙烯基乙烯和二硫乙烷的波长转移到了较短的波长。从己烷重结晶产生的块状晶体表现出光色素为橙色。通过升华所获得的晶体，获得了具有纳米厚度的晶体。升华晶体在紫外线照射下表现出光色素，但由于光色素不变而没有变化。当研究了该化合物的混合晶体用二硫乙烷和具有相似结构的二硫烯基乙烯制备时，已经证实，为每种二羟基唑乙烯乙二醇基乙烯和乙烯乙烯 - 乙烯乙烯乙烯形成了两个组分晶体。

项目成果

ジアリールエテン単結晶の結晶構造と光異性化による構造変化

二芳基乙烯单晶的晶体结构及光致异构化引起的结构变化

• 发表时间: 2008
• 作者: 堤良平;深田優子;深田正紀;C. Lv,;A Govindasamy;黒木瑠美
• 通讯作者: 黒木瑠美