光応答性分子の光誘起結晶成長による新規表面機能材料の創生

通过光响应分子的光诱导晶体生长创建新型表面功能材料

• 批准号: 18J20078
• 负责人: 西村 涼
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Ryukoku University
• 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 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20078/
• 关键词: フォトクロミズム; ジアリールエテン; 結晶成長; フォトメカニカル挙動; ソフトロボット; レーザー発振; バイオミメティクス; 光誘起結晶成長; シロアリの翅; ハスの葉; 物質輸送; 光駆動アクチュエータ; 光増幅

本年度に実施した、「蛍光性ジアリールエテンの結晶成長による蛍光増幅材料の開発」に関する研究は、当初予定していた、蛍光性ジアリールエテンの結晶を規則正しく垂直に成長させ、結晶間で光を閉じ込めることでレーザー発振を引き起こすような方法ではなく、一つ一つの結晶内部に光を閉じ込め、Whispering Gallery Mode (WGM)というレーザー発振機構を用いたシステムでの蛍光増幅を目指した。本研究は、これまでに報告してきた「結晶成長による濡れ性の制御」のような、「形状」のみを利用した機能制御よりも卓越した、「形状と光物性」を組み合わせたシステムである。これまでに、フォトクロミック結晶を用いた光学的な機能材料の報告は少なく、本研究が達成されれば、学術的のみならず、産業界へも貢献できると考えられる。本年度の研究成果としては、ジアリールエテン結晶の光有機結晶成長により、WGMが起こりそうなヘキサゴナルディスク状結晶を成長させることに成功した。その分子は自ら蛍光を発しないジアリールエテンなので、蛍光性分子を結晶の膜中に分散させ、その機能発現を目指したが、まだ均一性がない。将来的には、結晶のサイズや間隔をそろえた成長を実現し、レーザー発振を起こす表面を作製する。

今年进行的“通过荧光二芳基乙烯晶体生长开发荧光放大材料”的研究原本计划是规则地垂直生长荧光二芳基乙烯晶体，并将光限制在晶体之间，而不是使用引起振荡的方法。 ，我们的目标是使用称为回音壁模式 (WGM) 的激光振荡机制的系统将光限制在每个晶体内部并放大荧光。这项研究是结合了“形状和光学特性”的系统，优于仅使用“形状”的功能控制，例如迄今为止报道的“通过晶体生长控制润湿性” 。迄今为止，关于使用光致变色晶体的光学功能材料的报道还很少，如果这项研究得以完成，人们认为它将不仅能够为学术界而且也能为工业界做出贡献。今年的研究结果是，我们通过二芳基乙烯晶体的光有机晶体生长，成功地生长了可能进行 WGM 的六角盘形晶体。由于该分子是二芳基乙烯，本身不会发出荧光，研究人员旨在通过将荧光分子分散在晶体膜中来表达其功能，但结果尚不统一。未来，他们将能够生长尺寸和间距均一的晶体，从而创造出可以产生激光振荡的表面。

项目成果

Dual wettability on diarylethene microcrystalline surface mimicking a termite wing

模仿白蚁翅膀的二芳基乙烯微晶表面的双重润湿性

• 发表时间: 2019
• 作者: NISHIMURA; Ryo;MAYAMA Hiroyuki;YOKOJIMA; Satoshi;NAKAMURA; Shinichiro;UCHIDA; Kingo
• 通讯作者: Kingo

フォトクロミック化合物の光誘起結晶成長を用いたバイオミメティック材料

利用光致变色化合物的光诱导晶体生长的仿生材料

• 发表时间: 2019
• 作者: 西村 涼;内田 欣吾
• 通讯作者: 内田 欣吾

Dual wettability on diarylethene microcrystalline surface mimicking a termite wing

模仿白蚁翅膀的二芳基乙烯微晶表面的双重润湿性

• DOI: 10.1038/s42004-019-0192-6
• 发表时间: 2019
• 作者: Kingo Uchida; Ryo Nishimura; Kengo Hyodo; Hiroyuki Mayama; Satoshi Yokojima;Shiniciro Nakamura
• 通讯作者: Shiniciro Nakamura

Study on the Mechanism of Diarylethene Crystal Growth by In Situ Microscopy and the Crystal Growth Controlled by an Aluminum Plasmonic Chip

原位显微镜研究二芳基乙烯晶体生长机理及铝等离子体芯片控制晶体生长

• DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b00200
• 发表时间: 2018
• 影响因子: 3.9
• 作者: T. Kadoyama; R. Nishimura; M. Toma; K. Uchida; K. Tawa
• 通讯作者: K. Tawa

Crystal Growth Technique for Formation of Double Roughness Structures Mimicking Lotus Leaf

仿荷叶双粗糙结构形成的晶体生长技术

• DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b02358
• 发表时间: 2019
• 影响因子: 3.9
• 作者: Ryo Nishimura; Hiroyuki Mayama; Yoshimune Nonomura; Satoshi Yokojima; Shinichiro Nakamura;Kingo Uchida
• 通讯作者: Kingo Uchida