室温以上で安定な低分子系有機ガラスの開発とガラスからの緩和過程の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

室温以上で安定な低分子系有機ガラスは、新しい物質群として、基礎・応用の両面から興味深い。われわれはこれまでに、starburst分子と名付けた一連のπ電子系物質群を設計・合成し、これらが室温以上で安定なガラスを容易に形成することを明らかにするとともに、ガラス状態における光・電子物性の解明、ガラス状態からの緩和過程の解明ならびに光・電子デバイスへの応用に関する研究を行っている。本研究では、さらに新規な低分子系有機ガラスの創出とガラスからの緩和過程の解明を目指して、以下の研究を行った。(i)新規starburst分子1,3,5-tris(4-methylphenyl-2-thienylamino)benzene(1)を設計・合成した。(ii)1が、その溶融状態を放冷するだけで、室温以上のガラス転移温度(38°C)を有するガラスを容易に形成することを、示差走査熱量測定、X線回折測定、偏光顕微鏡観察により明らかにした。(iii)1の単結晶のX線結晶構造解析を行い、1が結晶内で非平面構造をとっていることならびにチオフェン環部分がほぼN-C単結合のまわりに180°回転したdisorder構造をとっていることを明らかにし、分子構造とガラス形成能との相関について知見を得た。(vi)1が、ガラスを形成するほかに熱履歴により異なる結晶形態をとるpolymorphismを示すことを明らかにするとともに、熱力学的非平衡状態であるガラスを昇温していくときの融解-結晶化をともなう相転移の様子を明らかにした。