強磁性ソフトマテリアルを志向した有機ラジカル分子の設計と構造制御

铁磁软材料有机自由基分子的设计与结构控制

基本信息

批准号：
17J09262
负责人：
山口大輔
金额：
$ 1.6万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有機機能性材料の構築において、分子の自己組織化はナノからマイクロスケールの構造を精緻に制御する技術として注目を集めている。自己組織化材料として液晶と自己組織化ファイバーがある。液晶は液体の流動性と結晶の秩序性を併せ持ち、動的な秩序構造を形成する。一方、自己組織化ファイバーは弱い分子間相互作用により自己組織的に形成される。これらの自己組織化材料は分子設計や自己組織化プロセスを制御することで、集合構造と機能の制御が可能であるが、さらなる研究が求められている。特に、磁気特性を有する自己組織化繊維材料を開発する上で、分子の集積構造の制御および巨視的なファイバーの配向構造制御が、バルク材料としての機能発現に重要であると考えられる。当該年度は、まず、より高度な自己組織化ファイバーの配向制御手法の確立を目指した。スメクチック液晶を鋳型として利用し、ファイバー形成を温度条件により制御し、これまでにない格子状に配向したファイバー状集合体の作製に成功した。液晶の秩序構造を温度条件により制御することが、自己組織化ファイバーのより複雑な配向構造の制御に有用であることが分かった。また、π共役部位を有する分子からなる新たな光導電性自己組織化ファイバーの開発も行った。新たに開発した分子は熱履歴により分子間相互作用が異なる状態を形成し、異なる光導電特性を示した。分子の集積構造の制御によりファイバー状集合体の電子機能を制御することに成功した。また液晶分子の動的な集団的挙動を理解するために、光応答性液晶分子を用いて、超高速時間分解電子線回折測定を行ったところ、従来考えられていたより１万倍程度高速で液晶分子が集団的な運動をすることを明らかにした。以上の結果は、液晶材料の開発に新たな知見をもたらすとともに、自己組織化繊維材料の複雑な繊維構造の構築と高度な機能制御のための材料設計指針を与えると期待される。

在有机功能材料的构建中，分子自组装作为一种精确控制纳米到微米尺度结构的技术正在引起人们的关注。自组装材料包括液晶和自组装纤维。液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的有序性，形成动态的有序结构。另一方面，自组装纤维是通过弱分子间相互作用自组装形成的。虽然可以通过控制分子设计和自组装过程来控制这些自组装材料的聚集结构和功能，但仍需要进一步的研究。特别是，在开发具有磁性的自组装纤维材料时，控制分子堆叠结构和控制宏观纤维取向结构被认为对于实现作为块体材料的功能性很重要。今年，我们的首要目标是建立一种更先进的方法来控制自组装纤维的取向。通过使用近晶液晶作为模板并通过温度条件控制纤维形成，我们成功地生产出了前所未有的以晶格图案取向的纤维聚集体。研究发现，通过温度条件控制液晶的有序结构对于控制自组装纤维的更复杂的排列结构是有用的。我们还开发了一种由具有π共轭位点的分子制成的新型光电导自组装纤维。新开发的分子根据其热历史形成不同的分子间相互作用状态，并表现出不同的光电导特性。我们通过控制分子组装结构成功地控制了纤维聚集体的电子功能。此外，为了了解液晶分子的动态集体行为，我们使用光响应液晶分子进行了超快时间分辨电子衍射测量，结果表明分子会集体移动。上述结果有望为液晶材料的开发带来新的知识，并为构建复杂纤维结构和自组装纤维材料的先进功能控制提供材料设计指南。

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）

Structural Control of Semiconductive Self-Assembled Fibers in Aligned Liquid-Crystalline Fields

对准液晶场中半导体自组装纤维的结构控制

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口大輔;吉尾正史;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

液晶配向場を利用した半導体性自己組織化ファイバーの配向制御

利用液晶取向场控制半导体自组装纤维的取向

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口大輔;吉尾正史;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

Control of One-Dimensional Self-Assembled Fibrous Structure via Liquid-Crystalline Fields

通过液晶场控制一维自组装纤维结构

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口大輔;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

Blink and you’ll miss it

眨眼你就会错过

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

熱刺激により準安定―安定相転移を示す自己組織性ファイバーの開発とその光導電機能

开发在热刺激下表现出亚稳态相变的自组装纤维及其光电导功能

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口大輔;吉尾正史;加藤隆史
通讯作者：
加藤隆史

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DOI：
发表时间：
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期刊：
影响因子：
0
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通讯作者：
山口大輔

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DOI：
发表时间：
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0
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通讯作者：
E. Sivaniah