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Soft materials science based on structural two-dimensionality

基于结构二维的软材料科学

基本信息

批准号：
21H05024
负责人：
福島孝典
金额：
$ 116.31万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、２次元入れ子状ハニカム構造への集合化を強く誘起する三脚型トリプチセン（TP）を基本ユニットとし、薄膜、単分子膜、結晶、バルク固体など、多様な形態とスケールを有する２次元分子集合体の創製を推進している。またトリプチセンに加え、自発的な２次元集合能を有する新しい分子モチーフの開発も展開している。本年度の具体的な研究成果の例を以下に記載する。（１）TPを側鎖に導入したポリチオフェン誘導体を合成し、固体状態の構造を調べた。剛直な主鎖を有するπ共役高分子においてもTPの能力は損なわれず、ポリチオフェンを特異な構造へと集合化できることを見出した。現在得られた集合体の物性を検討している。また、温度感応性ポリマーであるPNIPAMの両端にTPを側鎖に含むセグメントを導入したトリブロック共重合体を合成したところ、この系においてもTPの２次元集合化により、化学架橋なしにヒドロゲルを形成し、それが温度によって可逆に収縮／膨張することを見いだした。（２）TPを配位子とする新規Zn、Co、およびMn酸化物クラスターの検討過程で、Mn系において極めて高効率な光熱変換特性を見出している。（３）新たに開発したトリカチオン型TPが、MgB2の層間に挿入することを見出した。今後この複合体の物性検討を推進する。（４）TPと類似の２次元集合化挙動を示し、遷移金属イオンを三角格子点上に集積化可能な分子を開発した。（５）湾曲構造を特徴とするスマネンを基盤とし、前例のない力学特性・応答性、配向特性を示す液晶を開発した。この系においても、２次元に発達した秩序構造が鍵の一つであることを明らかにした。（６）MDシミュレーションにより、TP誘導体が集合化する過程を可視化するとともに、置換パターンの違いが集合化に与える影響を明らかにした。以上、本研究における物質基盤を確立するとともに多角的な研究展開を実施している。

This research is based on the basic structure of the 2-dimensional sub-shaped tactile structure and the strong tactile induction of the three-legged tactile type (TP). , thin films, single molecular films, crystals, バルクsolid など, multiple 様な form とスケールを有する2-dimensional molecular aggregates and the creation and promotion of している.またトリプチセンに加え、自発's な2dimensional collection energy を有する新しいmolecule モチーフの开発も开発も开発る。 Examples of specific research results this year are listed below. (1) TP's side lock is introduced into the したポリチオフェン inducer and is synthesized, and the structure of the solid state is adjusted. The main lock of Rigidity is the ability of the high polymer TP and it is damaged by it.ず、ポリチオフェンをSpecial structure へとCollection できることを见出した. Now we get the physical properties of the collection of られたしている.また、Temperature sensitive ポリマーであるPNIPAMの両ENDにTPをside lock includedむセグメントをImport したトリブロックco-overlapping body をsynthetic したところ、このThe two-dimensional collection of TP's TP and the chemical bridge's bridging The formation of し, それがtemperature によって reversible にshrinkage/expansion することを见いだした. (2) TP を coordination site とする new regulations Zn, Co, およびMn acid compound クラスターの検Discuss the process and the Mn system has extremely high efficiency and photothermal conversion characteristics. (３) New TP type TP type, MgB2 interlayer insertion type TP type. From now on, the physical properties of the complex will be discussed and promoted. (４) TP is similar to the 2-dimensional aggregation of kinetic energy and the integration of migration metals on triangular lattice points, where it is possible to create molecular structures. (５) The curved structure has a special base plate, a mechanical property, an responsiveness, and an alignment characteristic of the liquid crystal.この线においても, 2dimensional に発达したorder structure がkey の一つであることを明らかにした. (６) Visualization of the integration process of MD シミュレーションにより and TP inducerするとともに, replacement パターンのviolation いがcollection に and えるeffect を明らかにした. As mentioned above, this research has established the material foundation and established the multi-faceted research and development.