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

基本信息

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

项目摘要

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。

当使用溶晶液晶相垂直定向多孔结构作为模板时，当考虑将官能团修改为多孔结构和作为分离膜的多孔结构和施用时，值得大于低分子液晶相的周期性结构。块共聚物自组合几十纳米级的周期结构，在构造稍大的周期性结构时可用作模板。但是，在使用常规的通用溶晶液晶块共聚物作为模板的过程中，很难准备垂直比对膜。在这项研究中，我们回顾了溶解液晶晶体块共聚物的分子设计，并合成了含有偶氮苯衍生物（AZ）的新的溶作液液晶体P（MEO-B-AZ），该函数基团，具有“垂直比对能力”。通过X射线衍射测量结果证实了与P（MEO-B-AZ）单独使用P（MEO-B-AZ）的表达，并在水中表达裂解液晶特性。通过自旋涂层在石英底物上制备P（MEO-B-AZ）和二氧化硅前体的混合溶液。该复合膜的原子力显微镜观察结果和倾斜入射的小角度X射线散射测量表明，微相分离结构垂直于底物，并且开发了一种新方法来制备垂直方向的结构。还发现，只有有机物可以从有机/无机复合垂直比对膜中选择性去除，并且所得的无机膜具有垂直定向的不均匀结构。对于在各种工业领域的应用，包括燃料电池和太阳能电池的电极和分离膜，以及催化剂载体和纳米盘。准备我们开发的垂直面向膜的方法是提高这些应用程序的重要方法。

项目成果

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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

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Keisuke Utsu;Hiroshi Ishii;原光生
通讯作者：
原光生

リオトロピック液晶の自己集合とゾルゲル反応を相補的に利用した配向無機構造

利用溶致液晶互补自组装和溶胶-凝胶反应的定向无机结构

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
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
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

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Keisuke Utsu;Hiroshi Sano;Turganzhan Kassymov;Hiroaki Nishikawa;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

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
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

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

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
名古屋大学X線回折研究のあゆみ
影响因子：
0
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