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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07715/
• 关键词: 自己集合; 分子集合体; 集合プロセス; 光応答性; ナノ構造; 相補的水素結合; 螺旋ファイバー; 光応答性材料; 光損傷; スチルベン; 核形成－成長理論モデル; 超分子キラリティー; アゾベンゼン; 螺旋集合体; ナノ構造体; ナノリング

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。

Before the annual ま で は, light 応 answer parts と し て light 2 quantitative reverse 応 を shown す ス チ ル ベ ン を import し た molecular の solution に お け る himself set と 応 light a sexual に つ い て research し, only か な light stimulate で spiral フ ァ イ バ ー の 巻 direction が inverse planning す る こ と を see out し た. Very に new regulations が high ったため ったため world-leading <s:1> academic paper journal であるNature Communications に published された. This year, <s:1>, highly targeted <s:1> multiple water-binding sites が introduce されたπ co-active compounds <s:1> specifically な self-aggregate 挙 and に target た た. こ の compound phase は filling water element with に よ り annular の supramolecular (supramolecular マ ク ロ サ イ ク ル) を し, そ れ が horizon す る こ と で ナ ノ シ リ ン ダ ー の を molecular assembly form す る こ と が interatomic force 顕 micro mirror (AFM) 観 examine に よ り Ming ら か に な っ た. Interest as deep い こ と に, こ の molecular structure を only か に variations change さ せ る こ と で, collections, プ ロ セ ス, ナ ノ in structure, light 発 が に - わ る こ と が AFM and び spectral ス ペ ク ト ル に よ り.at し た. Determination of こ れ ら の に え, 2 dimensional X-ray structural analysis に よ り collection, molecular structure と プ ロ セ ス の phase masato を see the set し, molecular に お け る important な knowledge を た. さ ら に, こ の molecular に light 応 を and shown a sex す ア ゾ ベ ン ゼ ン を import し た と こ ろ, light に よ っ て collection が began さ れ る department が build さ れ た. そ の results, light に よ っ て as ら れ た フ ァ イ バ ー は の assembly, heating solution の cooling に よ っ て as ら れ た も の と than べ て, long さ が short く な お か つ Jian っ て い た. こ れ は, light に よ り set early に お け る が nucleation process variations し, new た な collection が 経 road guide か れ た た め で あ る と exam え ら れ る. The achievements of this year are られた2. The academic 雑 journal に has been published in みである. Future は, light に よ っ て moving に suppression may な を key molecular assembly に research し, light に よ っ て guide か れ る unknown の の collection structure function を lead き out し て い く designated で あ る.

项目成果

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

• 发表时间: 2015
• 作者: 山内光陽;石渡勝也;矢貝史樹;Mitsuaki Yamauchi
• 通讯作者: Mitsuaki Yamauchi

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

• 发表时间: 2015
• 作者: Mitsuaki Yamauchi;Shiki Yagai
• 通讯作者: Shiki Yagai

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

水素結合性環状六量体の自己集合における協同性の発現

氢键环状六聚体自组装协同性的表达

• 发表时间: 2015
• 作者: 山内光陽;石渡勝也;矢貝史樹
• 通讯作者: 矢貝史樹

Chem-Station、光刺激で超分子ポリマーのらせんを反転させる

化学工作站利用光刺激翻转超分子聚合物的螺旋