力学刺激による超分子構造の制御を基軸とした革新的メカノクロミック材料の創成

基于机械刺激控制超分子结构创建创新的力致变色材料

• 批准号: 18J14997
• 负责人: 稲森 大貴
• 金额: $ 0.96万
• 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: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14997/
• 关键词: ロタキサン; 超分子; サーモクロミック; メカノクロミック; ゲル; クロミック分子

まず、超分子構造の一つとして代表的な分子群であるロタキサンの構造変化を利用し、超音波照射によって色変化するメカノクロミックと考えられる挙動が確認できた他、熱に応答して発光色変化を示すサーモクロミック応答性を見出した。このロタキサンは、弱い相互作用で構成されているため、材料に加わる微小な応力を認識する応力センサとして機能することが考えられる。そこで本年度は、このロタキサン構造を高分子ネットワーク内に持つゲル材料を合成し、材料の凍結により生じる微小な応力に対してメカノクロミック挙動を示すか調査した。結果として、このゲル材料の温度可変発光スペクトル測定を行ったところ、ゲル材料の凍結温度以下で発光色の大きな変化が見られた。また、この特性は温度の昇温、降温過程において高い可逆性を示した。材料が破壊される前の小さな応力を検出することが可能となるこの材料は、材料の破壊強度に対する基礎的な知見を得る手法としてや、過剰な力による破壊前に事前に認知させる材料の開発において重要な知見を与えることが期待できる

首先，通过利用作为超分子结构之一的典型分子团轮烷的结构变化，我们能够确认被认为是机械致变色的行为，该行为在超声波照射下会改变颜色，我们发现了热致变色响应性。显示变化。由于这种轮烷由弱相互作用组成，因此人们认为它起到了应力传感器的作用，可以识别施加到材料上的微小应力。因此，今年，我们合成了一种在聚合物网络中具有这种轮烷结构的凝胶材料，并研究了它是否表现出响应材料冻结引起的微小应力的机械致变色行为。因此，当我们测量这种凝胶材料的随温度变化的发射光谱时，我们观察到低于凝胶材料的冷冻温度时发射颜色发生很大变化。此外，该特性在升温和冷却过程中具有高度可逆性。这种材料可以在材料断裂之前检测到小应力，可以用作获得有关材料断裂强度的基本知识的方法，或者开发可以在由于过大的力而发生损坏之前检测到损坏的材料。预计将提供重要的知识

项目成果

Macroscopic Change in Luminescent Color by Thermally Driven Sliding Motion in [3]Rotaxanes

[3]Rotaxanes 中热驱动滑动运动导致发光颜色的宏观变化

• DOI: 10.1002/chem.201905342
• 发表时间: 2020
• 作者: Inamori Daiki;Masai Hiroshi;Tamaki Takashi;Terao Jun
• 通讯作者: Terao Jun

メカノクロミック超分子の創成

力致变色超分子的创建

• 发表时间: 2018
• 作者: 稲森大貴;正井宏;寺尾潤
• 通讯作者: 寺尾潤