光駆動型構造相転移を示す有機分子結晶の創出と形状記憶機能への展開

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本研究課題は、光応答性有機結晶材料に対して、光照射をすることで、形状記憶効果や超弾性現象を誘起することを目指した研究である。これまで、いくつかの有機超弾性現象の例が報告されてきたが、それらは、機械的刺激、温度による制御が達成されている。それに加えて、我々は、光によってもコントロールできるのでは？と考え、その結晶の実現のため、分子間相互作用を考えた分子設計、合成、結晶作成を行ってきた。また、ジアリールエテンの結晶中での着色反応は結晶の表層のみでしか起こらないことが多い為、結晶全体の構造変化を誘起するのは難しい。そこで、逆フォトクロミズムを示す結晶を作成し、結晶全体が異性化するような系を構築し、その光制御も目指している。まず、逆フォトクロミズムを示す系については、いくつか合成を行った。溶液中では逆フォトクロミズムを示したものの、単結晶にすると、すべて光異性化を起こさなかった。それらの結晶の単結晶X線構造解析を行うと、反応する原子間の距離が、反応を許容する距離内に位置していなかった。これらの結果を踏まえ、分子設計しなおす必要がある。また、申請書に記載した、分子間相互作用の強弱を光によって変えることで、構造相転移を引き起こすことを狙った分子に関しては、複数合成しており、それらの結晶を作成している途中段階である。また、その中の一つが、当初の目的とは異なるが、面白い機械的刺激応答性を示した。この挙動の詳細は既に解析しており、論文化、そして更なる展開も期待できそうである。