光や表面状態にて配向制御したリオトロピッグ液晶ナノ構造体のゾルゲル法による固定化

使用溶胶-凝胶法固定其取向受光和表面条件控制的溶致液晶纳米结构

• 批准号: 10J07911
• 负责人: 原 光生
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J07911/
• 关键词: リオトロピック液晶; ブロック共重合体; ゾルゲル法; 有機/無機複合; ナノ構造; 垂直配向; フィルム; ディスコティック液晶; メソポーラスシリカ; 多孔質材料; 有機・無機ハイブリッド

リオトロピック液晶相を鋳型とした垂直配向ポーラス構造を調製するにあたって、ポーラス構造への機能基修飾や分離膜としての応用を考えた場合、低分子液晶相よりも大きな周期構造が望ましい。ブロック共重合体は、数十ナノスケールの周期構造を自己集合的に形成するため、やや大きめの周期構造構築の際の鋳型として有用である。しかし、従来までの汎用的なリオトロピック液晶性ブロック共重合体を鋳型として用いたプロセスでは、垂直配向膜の調製が困難であった。本研究では、リオトロピック液晶性ブロック共重合体の分子設計の見直しを行い、「垂直配向能」を有する官能基であるアゾベンゼン誘導体(Az)を有する新規リオトロピック液晶p(MEO-b-Az)を合成した。p(MEO-b-Az)単独でのミクロ相分離構造の発現ならびに水中におけるリオトロピック液晶性の発現をX線回折測定にて確認した。p(MEO-b-Az)とシリカ前駆体との混合溶液からスピンコート法にて石英基板上にp(MEO-b-Az)/シリカ複合膜を調製した。この複合膜の原子間力顕微鏡観察および斜入射小角X線散乱測定の結果から、ミクロ相分離構造が基板に対して垂直配向していることが明らかとなり、垂直配向構造の新規調製法の開発に成功した。また、この有機/無機複合の垂直配向膜からは、有機物のみを選択的に除去可能であることも見出し、得られた無機膜は垂直配向の凹凸構造を有していた。このような垂直配向凹凸構造は、燃料電池・太陽電池の電極や分離膜などのほか、触媒担体およびナノフラスコなど幅広い産業分野での応用が望まれており、今回開発した垂直配向膜の調製法はこれら応用へとステップアップするための重要な手法である。

The structure of the liquid crystal is vertically aligned, and the structure of the liquid crystal is modified. The periodic structure of the complex is formed by the periodic structure of the complex. It is difficult to modulate the vertical alignment film because of the wide range of liquid crystal composites. In this study, the molecular design of liquid crystal polymer complexes was investigated, and the synthesis of liquid crystal p(MEO-b-Az) was carried out by using a new functional group (Az) with vertical alignment energy. The discovery of p(MEO-b-Az) phase separation structure in water was confirmed by X-ray reflection. p(MEO-b-Az)/p(MEO-b-Az) The results of atomic force microscopy and oblique incidence small-angle X-ray scattering measurement of these composite films show that the new modulation method for vertical alignment structure of substrate is successfully developed. The organic/inorganic composite vertical alignment film has a concave and convex structure. The vertical alignment concave-convex structure is an important method for the preparation of electrode separation films for fuel cells and solar cells, and for the preparation of catalyst supports for industrial separation.

项目成果

カラムナー液晶構造体の表面アシスト配向制御と垂直配向メソポーラスシリカ膜への応用

柱状液晶结构的表面辅助取向控制及其在垂直取向介孔二氧化硅薄膜中的应用

• 发表时间: 2011
• 作者: Keisuke Utsu;Hiroshi Ishii;原光生
• 通讯作者: 原光生

円盤状分子のリオトロピック液晶相を鋳型とした垂直配向シリカメソ構造体の形成メカニズム

以盘状分子溶致液晶相为模板垂直排列二氧化硅介观结构的形成机制

• 发表时间: 2012
• 作者: Keisuke Utsu;Hiroaki Nishikawa;Hiroshi Ishii;K.Ogawa;Hisataka Ishida(石田尚敬);原光生
• 通讯作者: 原光生

トリフェニレン系リオトロピック・ディスコティック液晶とシリカからなるハイブリッドの垂直配向メカニズム

由苯并菲基溶致盘状液晶和二氧化硅组成的杂化物的垂直取向机制

• 发表时间: 2011
• 作者: Keisuke Utsu;Hiroshi Sano;Turganzhan Kassymov;Hiroaki Nishikawa;Hiroshi Ishii;原光生
• 通讯作者: 原光生

ラボスケールのGI-SAXS測定によるミクロ相分離構造の配向評価

使用实验室规模 GI-SAXS 测量评估微相分离结构的取向

• 发表时间: 2011
• 期刊: 名古屋大学X線回折研究のあゆみ
• 作者: 永井佑季;岡田章;神田亮;宮里直也;斎藤公男;永井佑季;Misumi KATAOKA;Misumi KATAOKA;原光生・土肥知樹・日影達夫・二村佑樹・永野修作・関隆広
• 通讯作者: 原光生・土肥知樹・日影達夫・二村佑樹・永野修作・関隆広

支持体界面との相互作用を利用した垂直配向メソポーラスシリカ膜の調製

利用与支撑界面的相互作用制备垂直排列介孔二氧化硅薄膜

• 发表时间: 2010
• 作者: Keisuke Utsu;Hiroaki Nishikawa;Hiroshi Ishii;Mitsuo Hara;石田尚敬;K.Ogawa;K.Ogawa;Mitsuo Hara;石田尚敬;原光生;K.Ogawa;原光生;小川国大;Kunihiro Ogawa;原光生;Natsuka Tokumaru;K.Ogawa;Mitsuo Hara;徳丸夏歌;Mitsuo Hara;原光生
• 通讯作者: 原光生