光応答性有機結晶の結晶成長制御による新規機能性材料の創生

通过控制光响应有机晶体的晶体生长创建新型功能材料

基本信息

批准号：
12J04639
负责人：
北川大地
金额：
$ 1.9万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

採用２年度目において、光誘起屈曲現象における屈曲の初速度と結晶の厚み依存性はTimoshenkoのバイメタルモデルを用いることで理論的に説明できることを明らかにしている（D. Kitagawa et al., J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 20887; Photochem. Photobiol. Sci., 2014, 13, 764）。本年度は、ジアリールエテンのフォトメカニカル効果における異なる結晶間での屈曲速度の定量的評価を目指し、研究を行った。バイメタルモデルを用いたフィッティングにより、結晶表面からのフォトクロミック反応深さが屈曲速度に大きな影響を与えていることを明らかにし、それぞれの屈曲速度を定量的に評価することに成功した。また、結晶表面に金を蒸着したときの屈曲挙動について検討した。結晶は、金の厚みが増えるほど屈曲しにくくなることが明らかとなり、これは金の大きなヤング率が影響している。また、金を蒸着した結晶の屈曲速度と結晶の厚みの関係性は、新たに提案した拡張型バイメタルモデルを用いて議論できることを明らかにした。さらに、この結晶を回路に組み込むことにより、光照射による電流スイッチングに成功した（D. Kitagawa et al., Chem. Commun., 2015, 51, 4421）。さらに、光誘起屈曲現象における紫外光照射波長依存性について検討を行った。ジアリールエテンの開環体結晶は紫外域に吸収極大を有しているため、紫外光照射波長を変えることによって、結晶表面からのフォトクロミック反応深さを変化させることができる。あるジアリールエテンの針状結晶に、365 nmの光を照射すると、結晶は直ちに、光源に向かって屈曲した。一方で、同じ結晶に380 nmの光を照射すると、初めは光源と逆側に屈曲し、さらに紫外光照射を続けると光源に向かって屈曲することが明らかとなった。

In the second year of adoption, it was revealed that the dependence of initial velocity of bending and crystal thickness in photoinduced flexion phenomenon can be explained theoretically by using Timoshenko's bimetallic model (D. Kitagawa et al., J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 20887; Photochem. Photobiol. Sci., 2014, 13, 764).今年，我们进行了研究，目的是定量评估二径二烯的光学机械作用中不同晶体之间的屈曲率。使用双重模型的拟合表明，来自晶体表面的光致变色反应的深度对弯曲速度产生了重大影响，我们成功地评估了每个弯曲速度的弯曲速度。此外，检查了将黄金沉积在晶体表面时的弯曲行为。据揭示，黄金越厚，弯曲就越困难，这是由于黄金的大模量所致。还揭示了可以使用新提出的膨胀的双金属模型讨论用金的晶体的弯曲速度与晶体的厚度之间的关系。此外，通过将该晶体纳入电路中，电流开关通过光照射成功执行（D. Kitagawa等，Chem。Commun。，2015，51，4421）。此外，研究了紫外光照射波长在光诱导的弯曲现象中的依赖性。由于二焦甲烷的环形晶体在紫外线区域具有最大吸收，因此可以通过改变紫外线光照射的波长来改变光色反应的深度。当用365 nm的光照射日陶酯的针状晶体时，晶体立即朝向光源弯曲。另一方面，据揭示，当相同的晶体被380 nm的光照射时，它最初朝着光源的另一侧弯曲，并且当紫外线继续时，它会弯曲朝向光源。