光運動材料を用いたインテリジェントデバイスの開発

利用光动能材料开发智能设备

• 批准号: 07J05080
• 负责人: 近藤 瑞穂
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J05080/
• 关键词: 光; アクチュエーター; 液晶; アゾベンゼン; 高分子; 異性化率; 変換効率

架橋アゾベンゼン液晶高分子(CLCP)フィルムは紫外光照射によりメソゲンの配向方向に沿って異方的に変形し,可視光照射または熱により初期の形状に復元する。このため,CLCPフィルムはアクチュエーターとしての応用が期待できる。これまでにわれわれは,CLCPフィルムの光屈伸挙動こつい検討し,前年度において,架橋部位の光応答性の有無が動作特性に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。本年度はフィルム内部のアゾベンゼンの異性化率をFischer法により算出し,アゾベンゼンの導入位置および濃度の光異性化への影響と,力学的特性への寄与を評価した。その結果,アゾベンゼン濃度が低下するにつれて異性化率が増大することが明らかとなった。また,アゾベンゼン濃度が一定の系において異性化率および発生応力を測定したところ,異性化率では,アゾベンゼンを側鎖に多く含む系において高い値を示す一方,発生応力では,架橋部にアゾベンゼンを多く含む系で高い値を示すことが明らかとなつた。続いて,高い発生応力を示したフィルムを用いて応用性を検討した。その結果,フィルムは照射のみで自重の100倍以上の重量を有する物体をもちあげ,自重の1,000倍近くの重量を有する台車を移動できることが明らかとなった。さらに,太陽光よりフィルターを用いて紫外光と可視光を取り出し,CLCPフィルムに照射したところ,自然光のみで屈伸運動を誘起できることもらかとなった。以上の結果より,アゾベンゼンの濃度および導入位置を調節することにより,高効率な光運動材料を得られることが明らかとなった。

交联的偶氮苯液晶聚合物（CLCP）膜是通过紫外线照射沿中源的各向异性变形的，并通过辐照可见光或热量来恢复其初始形状。因此，可以预期CLCP膜被用作执行器。到目前为止，我们已经调查了CLCP膜的光折射率行为，并透露上一年，交联位点的光呼声是否对操作特征产生了重大影响。今年，使用Fischer方法计算了膜内偶氮苯的异构化速率，并评估了偶氮苯引入位置和浓度对光异构化的影响及其对机械性能的贡献。结果，发现随着偶氮苯浓度的降低，异构化速率增加。此外，当在具有恒定浓度的偶氮苯浓度的系统中测量异构化速率和产生的应力时，据显示，在侧链中包含大量偶氮苯应力的系统中，异构化速率很高，而在包含大量偶氮苯二氮化范围内的系统中，产生的应力很高。接下来，使用表现出较高发育应力的膜研究了该应用程序。结果表明，该胶片可以单独通过辐射来提起重量超过100倍的物体，并以其自身重量的重量近1000倍移动Dolly。此外，当使用过滤器从阳光中提取紫外线和可见光并将其照射到CLCP膜上时，发现只有自然光才能诱导弯曲和拉伸运动。从上述结果中，可以通过调整偶氮苯的浓度和引入位置来获得高效率光动材料。

项目成果

Photoinduced deformation Behavior of crosslinked azobenzene liquid-crystalline polymer films with unimorph and bimorph structure

• DOI: 10.1080/15421400701680952
• 发表时间: 2007-01-01
• 期刊: MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS
• 影响因子: 0.7
• 作者: Kondo, Mizuho;Mamiya, Jun-ichi;Yu, Yanlei
• 通讯作者: Yu, Yanlei

架橋アゾベンゼン液晶高分子フィルムの光-力変換におけるアゾベンゼン濃度依存性

交联偶氮苯液晶聚合物薄膜光功率转换中偶氮苯浓度依赖性

• 发表时间: 2007
• 作者: 近藤瑞穂;山田宗紀;平岡朋洋;間宮純一;木下基;宍戸厚;兪燕蕾;池田富樹;近藤 瑞穂・間宮 純一・木下 基・兪 燕蕾・池田 富樹
• 通讯作者: 近藤 瑞穂・間宮 純一・木下 基・兪 燕蕾・池田 富樹

架橋アゾベンゼン液晶高分子フィルムの光-力変換におけるアゾベンゼン架橋剤の寄与

偶氮苯交联剂对交联偶氮苯液晶聚合物薄膜光能转换的贡献

• 发表时间: 2008
• 作者: 宮碕栄吾(分担);瀧宮和男;小澤哲也・近藤瑞穂・間宮純一・木下基・池田富樹;瀧宮和男;中 裕美子・間宮 純一・宍戸 厚・鷲尾 方一・池田 富樹;宮下 広和・間宮 純一・木下 基・兪 燕蕾・池田 富樹;宮下広和・間宮純三・木下基・兪燕蕾・池田富樹;小澤 哲也・近藤 瑞穂・間宮 純一・木下 基・池田 富樹;小澤哲也・近藤瑞穂・間宮純一・木下基・池田富樹;高田 章博・吉武 晃・間宮 純一・木下 基・兪 燕蕾・池田富樹;宮下 広和・間宮 純一・木下 基・兪 燕蕾・池田 富樹;平岡 朋洋・山田 宗紀・近藤 瑞穂・久保 祥一・間宮 純一・宍戸 厚・池田 富樹;宮下広和・間宮純一・木下基・兪燕蕾・池田富樹;高田章博・吉武晃・間宮純一・木下基・兪燕蕾・池田富樹;中 裕美子・間宮 純一・宍戸 厚・大島 明博・鷲尾 方一・池田 富樹;近藤 瑞穂・杉本 学・間宮 純一・木下 基・兪 燕蕾・池田 富樹
• 通讯作者: 近藤 瑞穂・杉本 学・間宮 純一・木下 基・兪 燕蕾・池田 富樹

Photoresponsive Behavior of Laminated Films Composed of a Flexible Plastic Sheet and a Crosslinked Azobenzene Liquid-Crystalline Polymer Layer with Different Initial Alignment of Mesogens

• DOI: 10.1080/15421400802612391
• 发表时间: 2009-02
• 期刊: Molecular Crystals and Liquid Crystals
• 影响因子: 0.7
• 作者: Munenori Yamada;M. Kondo;R. Miyasato;J. Mamiya;Motoi Kinoshita;Yanlei Yu;C. Barrett;T. Ikeda

Effect of Change in Molecular Order on Photoinduced Actuation of Crosslinked Azobenzene Liquid-Crystalline Polymer Films

分子序变化对交联偶氮苯液晶聚合物薄膜光致驱动的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Kondo;M. Yamada;T. Hiraoka;J. Mamiya;M. Kinoshita;A. Shihido;Y. Yu;C. J. Barrett and T. Ikeda
• 通讯作者: C. J. Barrett and T. Ikeda