New material design for peculiar photomechanical phenomena of organic photochromic crystals

有机光致变色晶体奇特光机械现象的新材料设计

• 批准号: 21H02016
• 负责人: 小畠 誠也
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka City University (2021)
• 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02016/
• 关键词: フォトクロミズム; 結晶; フォトメカニカル; ジアリールエテン; 相転移; アントラセン

本研究では、有機フォトクロミック結晶のフォトメカニカル現象のうち、特異な変形挙動の解明とフォトメカニカル現象への新規な材料設計を進めている。これまで研究してきたフォトクロミック結晶のフォトメカニカル挙動には、伸縮、屈曲、ねじれなど単純な動きであった。令和3年度には、これらの単純な動きとは異なり、異常なフォトメカニカル挙動の創出とその現象の解明に着手し、ジアリールエテン双晶における異常な屈曲挙動のメカニズム解明、ジアリールエテン結晶における光誘起高速ピーリング、9-メチルアントラセン結晶における特異な光反応と結晶サイズ変化、ジアリールベンゼンのナノ粒子作成とそのフォトクロミック挙動、ジアリールエテン結晶の特異な光誘起往復運動に取り組んできた。令和4年度には、引き続きジアリールエテン結晶の特異な光誘起往復運動に関する研究に取り組むとともに、新たな光誘起往復運動を起こす結晶が見つかった。これらは相転移を伴うフォトメカニカル挙動であると考えられる。さらに、分子構造の観点から、新しいジアリールエテンの結晶フォトメカニカル挙動についても検討し、屈曲速度と分子構造の関係について検討している。様々な形態の結晶のフォトメカニカル挙動を明らかにすることが本研究のねらいであることから、結晶成長過程の制御も試みている。昇華による結晶化における基板の濡れ性と結晶成長方向の関係を調べることにより、結晶形態の制御に成功している。さらに、2,5-ジスチリルピラジンの結晶固体光重合においてエッジから中心に向かって反応が進行することを見出した。この特異な反応は分子の周りの環境により反応性が異なることを意味しており、反応分子周りがルーズになると反応性が高くなることを明らかにしている。以上のように、特異なフォトメカニカル挙動の創製とそのメカニズムの解明に取り組んだ。

This study で は, organic フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク crystallization の フ ォ ト メ カ ニ カ ル phenomenon の う ち, specific な - shaped 挙 dynamic の interpret と フ ォ ト メ カ ニ カ ル phenomenon へ の new rules な material design を into め て い る. こ れ ま で research し て き た フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク crystallization の フ ォ ト メ カ ニ カ ル 挙 dynamic に は, telescopic, buckling, ね じ れ な ど 単 pure な dynamic き で あ っ た. Make and 3 year に は, こ れ ら の 単 pure な dynamic き と は different な り, abnormal な フ ォ ト メ カ ニ カ ル 挙 dynamic の hit と そ の phenomenon の interpret に し, ジ ア リ ー ル エ テ ン twin に お け る abnormal な 挙 dynamic buckling の メ カ ニ ズ ム uttered, ジ ア リ ー ル エ テ ン crystallization に お け る light induced high-speed ピ ー リ ン グ, 9 - メ チ ル ア ン ト ラ セ ン crystallization に お け る specific な light anti 応 と crystallization サ イ ズ variations, ジ ア リ ー ル ベ ン ゼ ン の ナ ノ particles made と そ の フ ォ ト ク ロ ミ ッ ク 挙, ジ ア リ ー ル エ テ ン crystallization の specific な light induced reciprocating motion に group take り ん で き た. Make and 4 year に は and き 続 き ジ ア リ ー ル エ テ ン crystallization の specific な light induced reciprocating motion に masato す る research group take り に む と と も に, new た な light induced reciprocating motion を up こ す crystallization が see つ か っ た. The 転 shift を is accompanied by the うフォトメカニカ であると 挙 挙 movement であると to study えられる. さ ら に, molecular structure の 観 point か ら, new し い ジ ア リ ー ル エ テ ン の crystallization フ ォ ト メ カ ニ カ ル 挙 dynamic に つ い て も beg し 検, buckling speed と molecular structure の masato is に つ い て beg し 検 て い る. Others 々 な crystallization morphology の の フ ォ ト メ カ ニ カ ル 挙 dynamic を Ming ら か に す る こ と が this study の ね ら い で あ る こ と か ら, crystal growth process の suppression try も み て い る. Sublimation に よ る crystallization に お け る substrate の れ sex speech &drama と crystal growth direction の masato is を adjustable べ る こ と に よ り, crystal morphology の royal に successful し て い る. さ ら に, 2, 5 - ジ ス チ リ ル ピ ラ ジ ン の crystalline solid light overlap に お い て エ ッ ジ か ら center に to か っ て anti 応 が for す る こ と を shows し た. こ の specific な anti 応 は molecular の weeks り の environment に よ り anti 応 sex が different な る こ と を mean し て お り, anti 応 molecular weeks り が ル ー ズ に な る と anti 応 が high く な る こ と を Ming ら か に し て い る. The above <s:1> ように, special なフォトメカニカ なフォトメカニカ 挙 挙 挙 movement 挙 creation とそ メカニズム メカニズム explanation に takes ように group んだ.

项目成果

Anisotropic bending and twisting behaviour of a twin crystal composed of a diarylethene

二芳基乙烯双晶的各向异性弯曲和扭曲行为

• DOI: 10.1039/d0ce01705a
• 发表时间: 2021
• 期刊: CrystEngComm
• 影响因子: 3.1
• 作者: Higashiguchi Takuya;Kitagawa Daichi;Kobatake Seiya
• 通讯作者: Kobatake Seiya

結晶中でのジアリールエテン開環体の吸収異方性

晶体中开环二芳基乙烯的吸收各向异性

• 发表时间: 2022
• 作者: 清水啓太;北川大地;小畠誠也
• 通讯作者: 小畠誠也

複屈折を利用した2,5-ジスチリルピラジン単結晶における不均一光化学反応の定量的評価

利用双折射定量评价 2,5-二苯乙烯基吡嗪单晶中的异相光化学反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 森本晃平;北川大地;五月女光;宮坂博;小畠誠也
• 通讯作者: 小畠誠也

6πアザ電子環状反応を示すジアリールエテンの合成とフォトクロミック特性評価

具有6π氮杂电子循环反应的二芳基乙烯的合成及光致变色表征

• 发表时间: 2022
• 作者: 濱谷将太;北川大地;小畠誠也
• 通讯作者: 小畠誠也

Rational design of photochromic diarylbenzene with both high photoreactivity and fast thermal back reactivity

• DOI: 10.1039/d1nj04047b
• 发表时间: 2021-09-13
• 期刊: NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
• 影响因子: 3.3
• 作者: Maegawa, Rikuto;Kitagawa, Daichi;Kobatake, Seiya
• 通讯作者: Kobatake, Seiya