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フェロネマチックの巨大分極特性起源解明と創発機能性を利用した新奇非平衡現象の探究

阐明铁电学巨极化特性的起源并利用涌现功能探索新颖的非平衡现象

基本信息

批准号：
22K14594
负责人：
西川浩矢
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年、申請者らは強誘性流体が示すフェロネマチック(NF)状態において破格の分極特性(誘電率1万超)を観測し、その巨大分極発現メカニズムを種々の実験結果から総体的に理解する研究を行ってきた。本研究ではNF状態の特異的な創発的現象に着目し、流動－分極相関の観点から実験的・解析的にNF状態の学理深化を目的およびユニークな機能性の探究を目的とする。本年度では課題(1)「室温NF相発現型や等方性液体から直接NF相に転移する直接転移型の新規フェロネマチック分子群の分子設計・合成」を遂行した。本研究では分子スクリーニングの効率化、高速化さらにSDGsを考慮し、その両方が実現可能なメカノケミカル(MC)合成を採用した。MC合成は、基質とボール間の物理的・機械的刺激によって化学反応性を制御する技術で、極小溶媒下あるいは無溶媒下でも効率的に反応を行うことが可能である。MC合成を用ればNF分子の高速スクリーニングが期待できる。溶液反応では、エーテル合成、エステル縮合、酸化反応、脱保護基、アセタール反応、鈴木宮浦カップリング(SMC)、宮浦石山カップリング(MIC)、薗頭萩原カップリング(SHC)が必要である。したがって、これらの反応を全てMC合成に置換することを第一に目指した。結果として、各種反応をMC合成に置換することに成功し、短時間(10-20分)かつごく少量の溶媒(<0.5 mL/g)で反応が進行し、高収率(>85%)を示すことを確認した。続いて、各種ビルディングブロックをMC合成を駆使して連結することで典型的なNF分子群、RM、DIO、UUZUに加え、新規分子としてBIOTNやC0DIOなども合成することができた。いずれも物性評価によってNF相が実現することを確認した。

In recent years, the applicant has demonstrated the state of the strong induction fluid (NF) and its exceptional polarization characteristics (the induction rate is 10,000 Super) を観measurement, その huge polarity 発 appear メカニズムをkind 々の実験 result から総体にUnderstanding する Research を行ってきた. This study focuses on the phenomenon of creation that is specific to the NF state and the flow-polarization correlation. The purpose of the analysis is to deepen the theory of the NF state and explore its functionality. This year's project (1) "Molecular design and synthesis of room-temperature NF phase-present type isotropic liquids and direct NF-phase direct NF-phase transfer types and new rules for molecular groups" was carried out. In this study, the efficiency and speed of the molecular silica gel were considered to be improved and the SDGs were synthesized, and the possible synthesis of the molecule silica gel (MC) was adopted. MC synthesis, matrix, physical and mechanical stimulation, chemical reactivity, and control Technically, it is possible to use high-efficiency reaction with minimal solvent and without solvent. MC is synthesized using high-speed NF molecules and is expected to be used. Solution reaction, エーテル synthesis, エステル condensation, acidification reaction, deprotection group, アセタール reaction, Suzuki Miyaura カップRincon (SMC), Miyaura Ishiyama Rubber (MIC), and Sagitou Hagiwara Rubber (SHC) are necessary.したがって, これらのanti応を全てMC synthesized にreplacement することを一に目した. As a result, various reaction MC synthesis and replacement were successful, and a short time (10-20 minutes) was achieved with a small amount of solvent (<0.5 mL/g), the reaction was carried out, and the high yield (>85%) was confirmed.続いて, various kinds of ビルディングブロックをMC synthesis を駆 making the して connection することで typical NF molecule group, RM , DIO, UUZUに加え, new regulation molecule としてBIOTNやC0DIO なども合することができた.いずれもphysical property evaluation価によってNFphase が実appears することをconfirmationした.

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The emerging ferroelectric nematics creating new application challenges

新兴的铁电向列相带来新的应用挑战

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
橋本薫;柴山茂久;安坂幸師;中塚理;Hiroya Nishikawa
通讯作者：
Hiroya Nishikawa

A Photovariable Condenser with Enormous Capacitance Tunability Based on the Ferroelectric Nematic

一种基于铁电向列的大电容可调光变电容器

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroya Nishikawa;Koki Sano;Fumito Araoka
通讯作者：
Fumito Araoka

ジアステレオメリックな分子間相互作用によって制御された強誘電性ネマチック系における極性クラスター介在型相転移

由非对映体分子间相互作用控制的铁电向列系统中极性簇介导的相变

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroya Nishikawa;Koki Sano;Fumito Araoka;西川浩矢・佐野航季・栗原三郎・渡辺豪・荒岡史人
通讯作者：
西川浩矢・佐野航季・栗原三郎・渡辺豪・荒岡史人

Nano-clustering mediates phase transitions in a diastereomerically-stabilized ferroelectric nematic system

纳米簇介导非对映体稳定的铁电向列系统中的相变

DOI：
10.1038/s43246-022-00312-9
发表时间：
2022
期刊：
Communications Materials
影响因子：
7.8
作者：
Nishikawa Hiroya;Sano Koki;Kurihara Saburo;Watanabe Go;Nihonyanagi Atsuko;Dhara Barun;Araoka Fumito
通讯作者：
Araoka Fumito

From discovery of a ferroelectric nematic phase to present developments: Scientific deepening and applications challenge

从铁电向列相的发现到目前的进展：科学深化和应用挑战