異種界面接合を基盤とする高分子光運動材料の構築

基于异质界面键合的聚合物光动材料的构建

• 批准号: 21225006
• 负责人: 池田 富樹
• 金额: $ 67.97万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21225006/
• 关键词: 架橋液晶高分子; 光運動; 光; 液晶; 高分子

本研究課題では,液晶の分子構造,相状態,分子配向や高分子の架橋密度など種々の項目を検討し最適化するとともに,電子線架橋,光架橋,精密重合などの手法を駆使し様々な基材フィルムとの強固な異種界面接合を形成することにより,高性能光運動材料の構築を目的としている。本年度は,高性能高分子光運動材料の構築において必要不可欠である駆動原理探求を目的として,種々の架橋液晶高分子を合成するとともに,分光法および力学物性評価法を用いて,分子レベルから巨視的レベルまでメカニズムを検討した。架橋液晶高分子におけるアゾベンゼンの影響を結合位置および濃度について詳細に調べたところ,架橋部位にアゾベンゼンを20%程度含む場合に最も高い発生応力を得られることが明らかとなった。光運動挙動は,分子構造,分子の初期配向,異性化挙動,温度,光強度,光照射時間などに大きく依存し,アゾベンゼンの光異性化を分子配向変化へ増幅するプロセスが極めて重要であることがわかった。材料形状の変化についても検討を行った。より自由度の高い光運動材料を目指して繊維状の架橋液晶高分子を作製し光照射を行ったところ,照射方向に応じて三次元的な光運動を誘起できた。一方,アゾベンゼン液晶高分子とPVAを交互にスピン塗布した膜を作製したところ,従来と異なる光屈伸挙動を観察できた。新たな基材の開発および異種界面接合の形成についても検討を進めた。塩化コバルトを有機アルミニウムで活性化した触媒系を用いて少量のホスフィン共存下ブタジエンの重合を行うことにより,結晶性のシンジオタクチック1,2-連鎖と非晶性のシス1,4-連鎖からなるマルチブロック共重合体の合成に成功した。

在本研究项目中，我们将检查和优化液晶的分子结构、相状态、分子取向和聚合物交联密度等各项，并利用电子束交联、光交联和精密聚合等各种方法。其目的是通过与基膜形成牢固的异种界面键来构建高性能光动材料。今年，我们将合成各种交联液晶聚合物，并利用光谱学和力学性能评估方法，探索构建高性能聚合物光动力材料所必需的驱动原理，并从基础层面对机理进行研究。 。详细研究偶氮苯对交联液晶聚合物在键合位置和浓度方面的影响表明，当交联位点含有约20%偶氮苯时可以获得最高应力。光动力学行为很大程度上取决于分子结构、分子初始取向、异构化行为、温度、光强度、光照射时间等，其中将偶氮苯光异构化放大为分子取向变化的过程极其重要。我明白。我们还研究了材料形状的变化。为了创造一种具有更高自由度的光动材料，我们制造了一种纤维状交联液晶聚合物，并用光照射它，我们能够根据照射方向诱导三维光运动。另一方面，当我们制备偶氮苯液晶聚合物和PVA交替旋涂的薄膜时，我们观察到与以前不同的光弯曲行为。我们还研究了新基材的开发和不同界面键的形成。通过在少量膦存在下使用氯化钴用有机铝活化的催化剂体系聚合丁二烯，可以从结晶间规1,2-链中分离出结晶间规1,2-链和非晶顺式1,4-链。我们成功合成了多嵌段共聚物。

项目成果

アゾベンゼン高分子液晶によるフォトニック結晶の光スイッチング挙動

使用偶氮苯聚合物液晶的光子晶体的光学开关行为

• 发表时间: 2009
• 作者: 葛西恵介;中沢正隆;城田支美・森次正樹・緒方智成・桑原穣・栗原清二
• 通讯作者: 城田支美・森次正樹・緒方智成・桑原穣・栗原清二

アゾベンゼン含有光応答性高分子微粒子の調製と光運動挙動

含偶氮苯光响应聚合物颗粒的制备及其光动力学行为

• 发表时间: 2009
• 作者: L. Hao;K. Iwasa;H. Kobayashi;K. Nakajima;S. Ohira-Kawamura;T. Kikuchi;Z. Liu;Y. Liu;D. Chen;高宮由季・登内草太・宍戸厚・池田富樹
• 通讯作者: 高宮由季・登内草太・宍戸厚・池田富樹

Aggregation of Telechelic Poly(N-isopropylacrylamide)s with Liquid-Crystalline Molecules and Photoresponsive Behavior

遥爪聚（N-异丙基丙烯酰胺）与液晶分子的聚集和光响应行为

• 发表时间: 2009
• 作者: N.Ishii;J.Mamiya;R.Obeid;X.Qiu;F.M.Winnik;T.Ikeda
• 通讯作者: T.Ikeda

Photoresponsive Behavior of Crosslinked Liquid-Crystalline Polymer Films with a Different Content of an Azobenzene Moietty

不同偶氮苯含量的交联液晶聚合物薄膜的光响应行为

• 发表时间: 2009
• 作者: A.Shimamura;T.Hiraoka;M.Kondo;S.Kubo;J.Mamiya;A.Shishido;T.Ikeda
• 通讯作者: T.Ikeda

水素結合型光反応性高分子液晶を用いた熱インプリントによる偏光回折格子の作製

氢键光敏聚合物液晶热压印制备偏振衍射光栅

• 发表时间: 2010
• 作者: 澤部宏輔;竹延大志;蓬田陽平;Satria Bisri;岩佐義宏;檜山爲次郎・大鳥幸一郎編著;伊藤駿，五十嵐太一，浅井晋一郎，岡崎竜二，谷口博基，寺崎一郎，安井幸夫，小林賢介，中尾裕則，熊井玲児，村上洋一;Xiaoyuan Wang;真鍋清香・川月喜弘・近藤瑞穂・岡田真・松井真二・小野浩司・江本顕雄
• 通讯作者: 真鍋清香・川月喜弘・近藤瑞穂・岡田真・松井真二・小野浩司・江本顕雄