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Elucidating dynamics of molecular orientation of chiral liquid crystals under spatio-temporal confinement

阐明时空限制下手性液晶分子取向的动力学

基本信息

批准号：
22K14737
负责人：
久野恭平
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14737/
关键词：
高分子微粒子分子配向光学機能材料重合光学機能

项目摘要

本研究は，新規な3次元分子配向制御技術を構築することを目的とする。特に，重合空間を制御することで新奇な分子配向性材料を創製し，特異な分子配向と機能の関係を探求するとともに，配向制御メカニズムを詳らかにすることを目指している。これまで微粒子成形や凹凸基板などの静的な制限場での閉じ込め効果により，液晶などの自己組織化材料の3次元分子配向制御が試みられてきたが，制限場の形状および材料性状により一意的に分子配向が決定されることが一般的である。本研究では，重合過程において制限場が時々刻々と変化する重合系に着目し，重合場の時空間変化による分子配向構造への影響について検討する。特に，キラル液晶と呼ばれるらせん状分子配向に起因したナノ周期構造を自発的に形成する材料を用いることで，重合過程で形成され得る分子配向状態や最終的な配向構造を解析できるような材料系を設計した。本年度は，分散重合を用いることでキラル液晶の微粒子合成を試みた。分散重合では，初期状態においてはモノマーや分散安定剤，重合開始剤は均一に溶解している。一方，重合の進行に伴い生成するポリマーは溶液中から析出し，最終的にポリマー微粒子が得られる。設計した材料系で分散重合を行い反応時間に伴う変化を観察し微粒子形状と分子配向構造の関係について検討した。適切な溶媒選択をすることで数マイクロメートル程度のポリマー微粒子が安定的に生成することが明らかとなった。詳細な光学特性を解析したところ，微粒子集合体ではなく，単一の微粒子からも，ナノ周期構造に由来する明確な反射色が観察されたことから，微粒子内部で精緻な分子配向構造が形成されることがわかった。

This research aims at constructing a new three-dimensional molecular alignment control technology. Special, overlapping space control and creation of novel molecular alignment materials, unique molecular alignment machines The relationship that can be explored can be explored, and the relationship that can be controlled can be controlled by the relationship between the two.これまでFine particle molding やConcave-convex substrate などのquiet なlimited field でのclosure じ込めeffect により, liquid crystal などのself-organized material の3-dimensional molecules Orientation control is the test, the shape of the field is limited, the material properties are the same, the molecular alignment is determined, and the general orientation is the same. This study focuses on the time-to-moment restriction of the coincidence process and the change of the coincidence system, and the time-space change of the coincidence field and the influence of the molecular alignment structure. The reason for the special, キラル liquid crystal and its molecular alignment is its periodic structure and its self-forming material.ことで, the overlapping process is formed, the molecular alignment state is obtained, the final alignment structure is analyzed, and the material system is designed. This year, we are experimenting with the synthesis of micro-particles using dispersion and overlapping liquid crystals. The dispersion and overlapping are the same, the initial state is the dispersion and stabilization agent, and the overlapping starts to make it uniform and dissolve. On the one hand, the overlapping process is accompanied by the precipitation of the particles in the solution, and the final particles of the particles are obtained. The design of the material system is based on the relationship between the shape of the microparticles and the molecular alignment structure, and the relationship between the dispersion, overlap, and reaction time. Appropriate solvents are selected to produce high-quality solvents with stable micro-particles. Detailed analysis of optical properties, analysis of microparticle aggregates, single microparticles, origin of periodic structure It has a clear reflective color and a precise molecular alignment structure inside the microparticles.