積層型ナノリングによる光応答性ナノデバイスの創製

使用堆叠纳米环创建光响应纳米器件

基本信息

批准号：
14J07715
负责人：
山内光陽
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までは、光応答性部位として光2量化反応を示すスチルベンを導入した分子の溶液中における自己集合と光応答性について研究し、僅かな光刺激で螺旋ファイバーの巻方向が反転することを見出した。非常に新規性が高かったため、世界屈指の学術論文誌であるNature Communications誌に掲載された。今年度は、指向性の高い多重水素結合部位が導入されたπ共役化合物の特異な自己集合挙動に着目した。この化合物は相補的水素結合により環状の超分子（超分子マクロサイクル）を形成し、それが積層することでナノシリンダー状の分子集合体を形成することが原子間力顕微鏡（AFM）観察により明らかになった。興味深いことに、この分子構造を僅かに変化させることで、集合プロセス、ナノ構造、発光特性が劇的に変わることがAFM及び分光スペクトルにより判明した。これらの測定に加え、2次元X線構造解析により、分子構造と集合プロセスの相関を見出し、分子集合における重要な知見を得た。さらに、この分子に光応答性を示すアゾベンゼンを導入したところ、光照射によって集合が開始される系が構築された。その結果、光照射によって作られたファイバー状の集合体は、加熱溶液の冷却によって作られたものと比べて、長さが短くなおかつ揃っていた。これは、光照射により集合初期における核形成過程が変化し、新たな集合経路が導かれたためであると考えられる。今年度得られた2つの成果はすでに学術雑誌に掲載済みである。今後は、光によって動的に制御可能な分子集合体を重点的に研究し、光によって導かれる未知の集合構造の機能を引き出していく予定である。

直到上一年，我们研究了用Stilbene引入的溶液中分子的自组装和光反应性，这些溶液表现出光二聚化反应作为光反应位点，并发现螺旋纤维的绕组方向被轻微的光刺激逆转。它非常新颖，并发表在自然传播中，这是世界领先的学术期刊之一。今年，我们专注于π共轭化合物的独特自组装行为，并引入了高度方向多路复用的键位点。原子力显微镜（AFM）的观察结果表明，该化合物通过互补的氢键形成环状超分子（超分子大环），当它被层压时，它形成纳米夹的分子形成。有趣的是，AFM和光谱光谱表明，这种分子结构的轻微变化极大地改变了组装过程，纳米结构和发射特性。除了这些测量值外，2D X射线结构分析揭示了分子结构和组装过程之间的相关性，并获得了分子组装的重要发现。此外，当将其表现出光响应能力的偶氮苯引入该分子中时，构建了一个系统，该系统在光照射后开始组装。结果，光照射产生的纤维状组件的长度比冷却加热溶液所产生的纤维样品短。这被认为是因为光照射改变了组装开始时的成核过程，从而导致了新的组装路径。今年取得的两个成就已经在学术期刊上发表。将来，我们计划专注于可以通过光动态控制的分子组件，从而阐明了由光引导的未知设置结构的功能。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Evolution of Cooperative Self-Assembly Pathway in Hydrogen-Bonded Cyclic Hexamers

氢键环状六聚体协同自组装途径的演化

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
山内光陽;石渡勝也;矢貝史樹;Mitsuaki Yamauchi
通讯作者：
Mitsuaki Yamauchi

Supramolecular polymerization of hydrogen-bonded rosettes with anthracene chromophores: regioisomeric effect on nanostructures

DOI：
10.1038/pj.2016.94
发表时间：
2017
期刊：
Polymer Journal
影响因子：
2.8
作者：
Deepak D. Prabhu;Keisuke Aratsu;Mitsuaki Yamauchi;Xu Lin;B. Adhikari;S. Yagai
通讯作者：
Deepak D. Prabhu;Keisuke Aratsu;Mitsuaki Yamauchi;Xu Lin;B. Adhikari;S. Yagai

Controlled self-assembly pathways by photocyclized product of stilbene dyad

二苯乙烯二联体光环化产物控制的自组装途径