純有機常磁性液晶を基軸とした磁気キラル二色性の発現と新規磁気光学デバイスの開発

磁手性二色性的表达及基于纯有机顺磁液晶的新型磁光器件的开发

• 批准号: 16J05585
• 负责人: 秋田 拓也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J05585/
• 关键词: 常磁性液晶; ニトロキシドラジカル; 磁気液晶効果; 磁性ソフトマテリアル; 電子スピン共鳴; レーザー発振; マイクロ流体デバイス; マイクロカプセル; 磁気円二色性

ソフトマテリアルの一種である液晶は、液体と同様の流動性と結晶と同様の分子配向秩序性を併せ持つことから、外場応答性などの興味深い性質を示す。本研究で扱ったのは液晶の中でも、ニトロキシドラジカル部位をスピンソースとして有する常磁性液晶である。常磁性液晶では電子スピンが分子運動や液晶性秩序と共存することで特異な磁性が発現し、流動相で磁化率が増加する（磁気液晶効果）。平成29年度では、常磁性液晶の磁気キラル二色性および磁場応答性を利用した、新規磁気光学デバイスの開発を計画していた。しかし、異方性媒質である液晶相では、汎用の測定装置を用いて磁気キラル二色性や磁気円二色性などの磁気光学物性を測定することは困難であった。そこで、常磁性液晶の単純な磁性に注目し、常磁性液晶を基軸とした磁性ソフトマテリアルの設計とその機能発現を進めた。まず、液晶-等方相転移において大きな磁気液晶効果を示す新規常磁性液晶の合成を試みたところ、高秩序度のキラルスメクチックC相を誘起することで、液晶-等方相転移時にこれまでで最大の磁気液晶効果を発現するキラル常磁性液晶を合成することに成功した。この新規キラル常磁性液晶の液晶-等方相転移時における大きな磁気液晶効果を利用することで、熱や光照射による磁気特性の可逆的スイッチングを実現した。さらに、液晶相温度域を室温付近まで低下させる分子設計法を開発し、キラル常磁性液晶が示す流動性・特異な磁性・自己組織化構造などの性質を室温下で統合することに成功した。また、微視的な分子構造に加え、分子集合体の構造や巨視的な形状も合わせて設計することで、キラル常磁性液晶を利用した、面発光レーザー素子や物質輸送装置などの開発を行った。本研究で達成したキラル常磁性液晶からのレーザー発振やキラル常磁性液晶のマイクロカプセル化は共に世界初の報告であり、今後の発展が期待できる。

The liquid crystal, the liquid, the liquid, the liquid. In this study, we found that the liquid crystal was normally magnetized in the liquid crystal. Constant magnetic liquid crystal, electron electron, molecular motion, liquid crystal order, coexisting liquid crystal, magnetic characteristic, magnetic susceptibility and magnetic liquid crystal (magnetic liquid crystal). Pingcheng 29, constant magnetic liquid crystal magnetism dichroism magnetic field response magnetic field response to the use of magnetic optical equipment, new magnetic optical equipment to start the program. The optical properties of the liquid crystal phase, the liquid crystal phase, the dichroism, the dichroism, the magnetic optical properties, the optical properties of the liquid crystal, the liquid crystal phase, the liquid crystal phase, the liquid crystal phase and the measuring device are used to determine the optical properties of magnetism. The normal magnetic liquid crystal device, the constant magnetic liquid crystal device, the normal magnetic liquid The results show that the new normal magnetic liquid crystal is used to synthesize the liquid crystal, the high order temperature is very high, and the liquid crystal is the largest magnetic liquid crystal when the liquid crystal-equal phase shifts. New rules of constant magnetic liquid crystal liquid crystal-when the phase shifts in the same direction, the magnetic liquid crystal crystal is used to illuminate the magnetic properties of the liquid crystal, which is reversible. The temperature range of the liquid crystal phase and the temperature range of the liquid crystal phase at room temperature are close to the low temperature temperature molecular design method, and the constant magnetic liquid crystal display shows that the flow characteristic magnetism is self-organized and fabricated successfully at room temperature. The use of optical and micro-TV molecular devices, molecular collectors to make giant televisions, design devices for giant televisions, optical liquid crystal devices for the use of ordinary magnetic liquid crystals, and optical optical devices for the delivery of sub-materials. The purpose of this study is to prepare the permanent magnetic liquid crystal (LCD) for the first time in the world and look forward to it in the future.

项目成果

Room-temperature fabrication of mono-dispersed liquid crystalline shells with high viscosity and high melting points

室温制备高粘度、高熔点单分散液晶壳

• DOI: 10.1039/c6tc05267c
• 发表时间: 2017
• 期刊: Journal of Materials Chemistry C
• 影响因子: 6.4
• 作者: Takuya Akita;Hiroshi Kouno;Yosuke Iwai;Yoshiaki Uchida;Norikazu Nishiyama
• 通讯作者: Norikazu Nishiyama

Liquid Crystalline Chiral Nitroxide Radicals as Novel Magneto-Optical Soft Materials

液晶手性氮氧自由基作为新型磁光软材料

• 发表时间: 2017
• 作者: Takuya Akita;Taira Yamazaki;Yoshiaki Uchida;Norikazu Nishiyama
• 通讯作者: Norikazu Nishiyama

ニトロキシラジカルを含有する新規液晶性化合物

含硝氧基的新型液晶化合物

• 发表时间: 2017

Chiral Nitroxide Radical Liquid Crystals as Novel Magneto-Optical Soft Materials

手性氮氧自由基液晶作为新型磁光软材料

• 发表时间: 2017
• 作者: Takuya Akita;Taira Yamazaki;Yoshiaki Uchida;Norikazu Nishiyama
• 通讯作者: Norikazu Nishiyama

分子間相互作用の不均一性が純有機ニトロキシドラジカル液晶の磁性に与える影響

分子间相互作用的异质性对纯有机硝基氧自由基液晶磁性的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: Takuya Akita;Taira Yamazaki;Yoshiaki Uchida;Norikazu Nishiyama;秋田拓也・内田幸明・中神翔・清原大知・山崎泰良・西山憲和;秋田拓也・内田幸明・中神翔・清原大知・山崎泰良・西山憲和
• 通讯作者: 秋田拓也・内田幸明・中神翔・清原大知・山崎泰良・西山憲和