Development of Mechano-Responsive Molecular Crystals Showing a Reformation

本研究では、メカノ応答性を示す分子結晶に関し、その応答性のメカニズム解明、微弱な応力に対する応答性の評価、メカノおよび光による段階的応答性の評価、を実現する。最近、一部の分子結晶は温度変化や光照射、機械的応力に対して変形することが報告され、材料の最も普遍的な物性でありながら、その新しい側面が研究されるようになってきた。ごく近年、我々もある金属錯体群が、多様な外部刺激に対して変形を示す分子結晶であることを明らかにしている。本研究では、更に多様な金属錯体や有機分子からなる結晶からも、同様の応答性を導くことを目指し、関連する新機能の開発を目指す。機械的応力によって、こわれず変形する結晶の開発に成功した。金錯体分子を結晶化し、ピンセットで力を加えることで変形した。このとき屈曲角度がほぼ一定であることから、広く知られている塑性変形では無く、屈曲ドメインにおける結晶相転移が鍵となる結晶であることが示唆された。そこで、屈曲結晶の単結晶XRD線構造解析を行い、変形部位における分子配列変化と、それに伴う双晶化が屈曲の起源であることが明らかとなった。応力変形と同様に、温度変化に対する結晶変形や屈曲角度の起源も、X線構造解析によって分子レベルの構造変化によって説明できることも明らかにした。

本研究では、メカノ応答性を示す分子結晶に関し、その応答性のメカニズム解明、微弱な応力に対する応答性の評価、メカノおよび光による段階的応答性の評価、を実現する。最近、一部の分子結晶は温度変化や光照射、機械的応力に対して変形することが報告され、材料の最も普遍的な物性でありながら、その新しい側面が研究されるようになってきた。ごく近年、我々もある金属錯体群が、多様な外部刺激に対して変形を示す分子結晶であることを明らかにしている。本研究では、更に多様な金属錯体や有機分子からなる結晶からも、同様の応答性を導くことを目指し、関連する新機能の開発を目指す。機械的応力によって、こわれず変形する結晶の開発に成功した。金錯体分子を結晶化し、ピンセットで力を加えることで変形した。このとき屈曲角度がほぼ一定であることから、広く知られている塑性変形では無く、屈曲ドメインにおける結晶相転移が鍵となる結晶であることが示唆された。そこで、屈曲結晶の単結晶XRD線構造解析を行い、変形部位における分子配列変化と、それに伴う双晶化が屈曲の起源であることが明らかとなった。応力変形と同様に、温度変化に対する結晶変形や屈曲角度の起源も、X線構造解析によって分子レベルの構造変化によって説明できることも明らかにした。