Creation of macroscopic chiral structures through twisting crystal growth and exploration of their functions

通过扭曲晶体生长创建宏观手性结构并探索其功能

• 批准号: 22656158
• 负责人: IMAI Hiroaki
• 金额: $ 2.2万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 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-22656158/
• 关键词: 結晶成長; ねじれ; キラリティ; 有機結晶; 光学特性; ゲル; 有機高分子; フォトクロミック

Twisted growth of various inorganic and organic crystals was investigated by using organic matrix. Oriented assembly of micrometric twisted crystals on a glass substrate was achieved through dipping of an aqueous solution containing of K_2Cr_2O_7 and poly(acrylic acid). The oriented microstructures of K_2Cr_2O_7 exhibited a unique optical property originating from the periodic twisted crystal growth. The crystal morphology of an organic molecule, pyrene, formed in an organic solvent changed from polyhedral shapes into characteristic curving forms, such as sigmoidal and helical architectures, with increasing the concentration of a polymer, polyvinyl pyrrolidone. The curving forms are inferred to be constructed through a twisted assembly of asymmetric units under diffusion-limited conditions. The controlled growth of inorganic and organic crystals using the polymer matrix would provide a novel type of functional materials having macroscopic chirality.

利用有机基质研究了各种无机和有机晶体的扭转生长。通过浸渍含有K2Cr2O7和聚丙烯酸的水溶液，实现了微米扭曲晶体在玻璃基片上的定向组装。K2Cr2O7的定向微结构表现出一种独特的光学性质，这源于周期性扭曲晶体的生长。随着聚合物聚乙烯吡咯烷酮浓度的增加，在有机溶剂中形成的有机分子芘的晶体形态从多面体形状转变为特征的曲线形式，如S形和螺旋结构。曲线形式被推断为在扩散受限的条件下通过非对称单元的扭曲组合来构造的。利用聚合物基质控制无机和有机晶体的生长将提供一种具有宏观手性的新型功能材料。

项目成果

Controlled Formation of Microarrays of Inorganic Crystals Using Organic Polymer Matrix

使用有机聚合物基质控制无机晶体微阵列的形成

• 发表时间: 2010
• 作者: 茨城俊介;石守恒一郎;伊勢隆太;緒明佑哉;今井宏明;伊部聡一郎;今井宏明;Ryuta Ise
• 通讯作者: Ryuta Ise

K_2Cr_2O_7のらせん状結晶成長のその場観察

K_2Cr_2O_7螺旋晶体生长的原位观察

• 发表时间: 2011
• 作者: 伊勢隆太;石守恒一郎;茨城俊介;緒明佑哉;今井宏明
• 通讯作者: 今井宏明

高分子マトリクス中における有機結晶のねじれ成長

聚合物基质中有机晶体的扭曲生长

• 发表时间: 2011
• 作者: 伊部聡一郎;伊勢隆太;緒明佑哉;今井宏明
• 通讯作者: 今井宏明

光学材料を目指したらせん状結晶フィルムの作製

光学材料用螺旋晶体薄膜的制备

• 发表时间: 2011
• 作者: 伊勢隆太;緒明佑哉;今井宏明
• 通讯作者: 今井宏明

ねじれ形態を持つピレン結晶の作製とその成長機構

扭曲形貌芘晶体的制备及其生长机理

• 发表时间: 2011
• 作者: 茨城俊介;石守恒一郎;伊勢隆太;緒明佑哉;今井宏明;伊部聡一郎
• 通讯作者: 伊部聡一郎