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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01987/
• 关键词: 高分子; 分子マシン; 分子スイッチ; スマートマテリアル; 刺激応答性材料; 高分子化学; メカノフォア; 光化学; メカノケミストリー; アクチュエーター; 応力検出; 光スイッチ

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。

This study で は, dynamic き の "big き さ" と を "stability" and ね prepared え た light 応 a sexual の molecular マ シ ン, ス テ ィ ッ フ ス チ ル ベ ン (SS) と ヒ ン ダ ー ド SS (HSS) の chemical と そ れ ら を have す る の chemical polymer solution (と ゲ ル, エ ラ ス ト マ ー に お い て, light と に が polymer structure, physical properties and ぼ す) を indeed し, "light" や "force" に 応 answer す る new た な ス マ ー ト polymer materials (ゲ ル ア ク チ ュ エ ー タ ー と light reversible な 応 force 検 Gao Gan degrees out フ ィ ル ム) を open 発 す る こ と を purpose と し て い る. In 2022, the research projects of <s:1> times <s:1> [A] to [E] <s:1> 5 んだ に were selected as に group んだ. 【 A 】 SS と HSS の synthesis, [B] light, heat heterosexual の survey と chemical の establish, [C] SS と HSS を す る polymer の synthesis, [D] の light に す seaborne る 応 A review 価, [E] polymer の force に す seaborne る 応 価 A sexual assessment. 【 A 】 で は, 2021 annual に き 続 き, polymer に import す る た め の others 々 な SS と HSS を synthetic し た. [B] で で, SSとHSS <s:1> photoanisotropy や thermoanisotropy な に にまとめ て て て て paper にまとめ presentation た. [C] で は, 2021 annual に き 続 や HSS を き, SS master lock に plural あ る い は master lock の central に 1 つ だ け have す る straight lock polymer, side lock has す に る 単 alone heavy fit あ る い は weigh fit, bridging between あ る い は bridging point に have す る ゲ ル な ど の others 々 な の synthetic polymer に successful し た. 【D】で で, HSSを have する polymer solution <s:1> light に against する応 paraphotic culture に work on た た. [E] で は, main lock の central に Z の HSS ま た は E body の HSS を 1 つ だ け have す る と の polymer solution, Z の HSS ま た は E body の HSS と polymer mixed を し た だ け の solution に ultrasound し を exposure, polymer lock を interface し て 伝 わ る force で HSS が subjects す る の か に つ い て survey し た. ま た, main lock の central に Z の HSS を 1 つ だ け have す る polymer の フ ィ ル ム の extension test や density masato number theory (DFT) calculation に よ っ て も, HSS の に す seaborne る 応 a sexual を review 価 し た. Results と し て, HSS が Z か ら E body に の み force the subjects で す る こ と を see し, theory of cultural に し た.

项目成果

大きな動きと熱安定性を兼ね備えた分子スイッチによる高分子の構造・物性の光変換

使用结合了大运动和热稳定性的分子开关对聚合物结构和物理性质进行光转换

• 发表时间: 2022
• 作者: 兼田直輝;今任景一;佐々木綾音;石井祥;今榮一郎;大山陽介
• 通讯作者: 大山陽介

大きな動きと熱安定性を兼ね備えた分子スイッチによる光駆動アクチュエータ―の開発検討

结合大运动和热稳定性的分子开关光驱动执行器的开发研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 辻井雄大;今任景一;石井祥;今榮一郎;大山陽介
• 通讯作者: 大山陽介

大きな構造変化と熱安定性を兼ね備えた分子スイッチの合成と評価

大结构变化和热稳定性分子开关的合成与评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 今任景一;佐々木綾音;石井祥;今榮一郎;大山陽介
• 通讯作者: 大山陽介

今任景一（Keiichi Imato）の個人ページ

今藤敬一的个人页面

大きな動きと熱安定性を兼ね備えた分子スイッチの高分子応用

结合大运动和热稳定性的分子开关的聚合物应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邊未峰;石田千晶;近藤啓太;東海林敦;森岡和大;小川覚之;嶋田泰佑;安井隆雄;梅村知也;今任景一
• 通讯作者: 今任景一