自己組織化プロセスを用いた有機ラジカル分子の機能化

利用自组装过程有机自由基分子的功能化

基本信息

批准号：
14J10704
负责人：
栄村弘希
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J10704/
关键词：
自己組織化物理ゲル液晶有機ラジカル

项目摘要

機能性有機材料の構築において、ナノからマイクロメートルレベルの構造が自発的に組み上がる自己組織化プロセスの活用が省エネルギー・精密機能発現の観点から重要となっている。当研究室では、液晶や分子集合ファイバーを形成する分子の自己組織化を利用して、低次元イオン・電子伝導材料や刺激応答発光材料などを開発してきた。近年では、有機ラジカル分子が形成する自己組織性ファイバーを開発し、その磁気特性を報告している。本研究では、有機ラジカル部位を有するゲル化剤や液晶分子を用いて、高い磁気機能などの新たな機能性超分子材料の開発を目指した。当該年度では、液晶に配向したラジカルファイバーやニトロニルニトロキシド液晶を開発し、これらの材料の機能を調べた。まず、一つ目の自己組織性ラジカルファイバーについては、液晶中で配向したファイバーの磁気特性について調べた。超電導磁石を用いた磁場配向により得られた液晶ゲルのSQUID測定により、液晶の応答に由来する反磁性磁化率の変化が観察された一方で、配向したファイバー中のラジカル部位に由来する常磁性磁化率は、無配向状態のファイバーと同程度の反磁性相互作用を形成することを明らかにした。二つ目のニトロニルニトロキシド液晶については、そのエレクトロクロミック挙動を調べた。これらの分子をレドックス活性層として、エレクトロクロミック素子を作製した。作製した素子は、エレクトロクロミズムが観察された。また、ニトロニルニトロキシドラジカルと液晶部位間のリンカーの官能基がエレクトロクロミック挙動の安定性や電圧印加後の吸収スペクトルに大きく影響を与えることを明らかにした。本研究では、有機ラジカル誘導体で構成される超分子材料の有用性を示した。これらの研究は、ソフトマテリアルのさらなる機能化のための知見をもたらすものであり、機能分子化学、超分子化学の分野の進展に寄与すると考えられる。

在功能有机材料的构建中，从能量守恒和精确功能表达的角度来看，使用自组装过程（纳米到微米级的结构自发组装）非常重要。我们的实验室利用分子自组装形成液晶和分子组装纤维，开发了低维离子和电子传导材料以及刺激响应发光材料。近年来，我们开发了由有机自由基分子形成的自组装纤维，并报道了其磁性。在这项研究中，我们的目标是使用具有有机自由基部分的胶凝剂和液晶分子开发具有高磁性功能的新型功能超分子材料。本财年，我们开发了液晶中的取向自由基纤维和硝基硝基氧液晶，并研究了这些材料的功能。首先，对于第一种自组装自由基纤维，我们研究了液晶取向纤维的磁性能。通过对使用超导磁体的磁场取向获得的液晶凝胶进行SQUID测量，观察到源自液晶的响应的反磁磁化率的变化，同时观察到源自取向纤维中的自由基位点的顺磁磁化强度。纤维形成与未取向状态的纤维相同程度的抗磁性相互作用。对于第二硝基硝基氧液晶，我们研究了其电致变色行为。使用这些分子作为氧化还原活性层制造了电致变色器件。在制造的装置中观察到电致变色现象。研究还表明，硝基硝基氧自由基与液晶位点之间的连接基团的官能团极大地影响电致变色行为的稳定性和施加电压后的吸收光谱。在这项研究中，我们证明了由有机自由基衍生物组成的超分子材料的有用性。这些研究将为软材料的进一步功能化提供知识，并有望为功能分子化学和超分子化学领域的进步做出贡献。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of Aqueous-Liquid Crystalline Interfaces Using Bioconjugated Amphiphilic Mesogens

使用生物共轭两亲介晶开发水-液晶界面

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
栄村弘希;Daniel S. Miller;Xiaoguang Wang;Nicholas L. Abbott;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

レドックス活性有機ラジカル液晶の開発

氧化还原活性有机自由基液晶的开发

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
栄村弘希;吉尾正史;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

ウィスコンシン大学マディソン校(米国)

威斯康星大学麦迪逊分校（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Self-Assembled Fibers Having Stable Organic Radical Moieties: Alignment and Magnetic Properties in Liquid Crystals

具有稳定有机自由基部分的自组装纤维：液晶中的排列和磁性

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
Chemistry - A European Journal
影响因子：
0
作者：
Hiroki Eimura;Yoshikazu Umeta;Hiroko Tokoro;Masafumi Yoshio;Shin-ichi Ohkoshi;and Takashi Kato
通讯作者：
and Takashi Kato

Redox Switchable Liquid Crystal Having Stable Organic Radical Moieties

具有稳定有机自由基部分的氧化还原可切换液晶