大きな動きと安定性を両立した分子マシンの化学・高分子化学の確立とスマート材料開発

建立具有大运动和稳定性的分子机器化学和高分子化学，以及开发智能材料

基本信息

批准号：
21H01987
负责人：
今任景一
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、動きの「大きさ」と「安定性」を兼ね備えた光応答性の分子マシン、スティッフスチルベン（SS）とヒンダードSS（HSS）の化学とそれらを有する高分子の化学（溶液とゲル、エラストマーにおいて、光と力が高分子構造・物性に及ぼす影響）を確立し、「光」や「力」に応答する新たなスマート高分子材料（ゲルアクチュエーターと光可逆的な高感度応力検出フィルム）を開発することを目的としている。2022年度は次の【A】~【E】の5つの研究項目に取り組んだ。【A】SSとHSSの合成、【B】光・熱異性化の調査と化学の確立、【C】SSとHSSを有する高分子の合成、【D】高分子の光に対する応答性評価、【E】高分子の力に対する応答性評価。【A】では、2021年度に引き続き、高分子に導入するための様々なSSとHSSを合成した。【B】では、SSとHSSの光異性化や熱異性化などについて論文にまとめ発表した。【C】では、2021年度に引き続き、SSやHSSを主鎖に複数あるいは主鎖の中央に1つだけ有する直鎖状高分子、側鎖に有する単独重合体あるいは共重合体、架橋点間あるいは架橋点に有するゲルなどの様々な高分子の合成に成功した。【D】では、HSSを有する高分子溶液の光に対する応答の論文化に着手した。【E】では、主鎖の中央にZ体のHSSまたはE体のHSSを1つだけ有する高分子の溶液と、Z体のHSSまたはE体のHSSと高分子を混合しただけの溶液に超音波を照射し、高分子鎖を介して伝わる力でHSSが異性化するのかについて調査した。また、主鎖の中央にZ体のHSSを1つだけ有する高分子のフィルムの引張試験や密度汎関数理論（DFT）計算によっても、HSSの力に対する応答性を評価した。結果として、HSSがZ体からE体にのみ力で異性化することを見出し、論文化に着手した。

（ss）（SS（hss）（（hss）の化学とそれらを有する高分子の化学（溶液とゲル、エラストマーにおいて、光と力が高分子构造・物性に及ぼす影响）を开発することを目的としている。）を开発することを目的としている。）を开発することを目的としている。）在2022年，我们从事五个研究项目，[a]至[e]。 [a] SS和HSS的合成，[B] [b]对化学的光和热异构化和建立化学的研究，[C]与SS和HSS的聚合物合成，[D]评估聚合物的光反应，[E]评估聚合物对力的响应能力的评估。在[a]中，在2021年，我们合成了各种SS和HSSS，以引入聚合物。 [b]已经编译了有关SS和HSS的光异构化和热异构化的论文。在2021财年之后，[c]成功合成了各种聚合物，例如线性聚合物，包括主链中的多个SS和HSS，或者在主链的中心，侧链中的均聚物或共聚物中的一个，以及交叉链接点之间或之间的凝胶。 [d]已经开始了对HSS聚合物溶液的反应的培养。 [e]超声波被辐射成一个聚合物的溶液中，该聚合物在主链的中心只有一个Z形式的HSS或E-e-form HSS，并且是一种溶液，该溶液是Z形式HSS或E-e-form HSS和聚合物的混合物，并研究了HSS是否通过通过Polymer链传输的力使HSS进行了。此外，通过在主链的中心仅具有一个Z形的HSS的聚合物膜的拉伸测试和密度功能理论（DFT）计算，评估了HSS对力的响应能力。结果，我们发现HSS异构化从Z形式到E形式，并开始了一种讨论文化。