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共集積コアシェル型カラムナー液晶を用いる革新的電場応答材料の開拓

使用共集成核壳型柱状液晶开发创新电场响应材料

基本信息

批准号：
18J14400
负责人：
矢野慧一
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究者が開拓してきたコアシェル型共集積カラムナー液晶は、棒状液晶分子を媒体として円盤状モノマーが超分子重合することによって、超分子ポリマーからなるコアを棒状液晶分子のシェルが取り囲んだ階層構造を有する（K. Yano et al. Science 2019）。本液晶材料のさらなる機能化を目指し、当該年度では円盤状コアの側鎖末端に安定有機ラジカルを有するモノマーを用いた。本モノマーの超分子重合を棒状液晶媒体中にて検討すると、モル比1対3混合物がヘキサゴナル格子を有する共集積カラムナー相を発現することを見出した。各種分光測定により、このコアシェル型カラムが水素結合によって保たれ、そのらせん情報が周縁部の有機ラジカル部位にまで伝搬していることが明らかとなった。また磁気測定により、カラムナー液晶材料が常磁性を有し、有機ラジカル間にスピンースピン交換相互作用が存在することが示唆された。興味深いことに、この共集積カラムナー液晶は直流電場に応答して平行配向するだけでなく、磁場印加によって垂直配向を示すことを見出した。このように電場でも磁場でも配向可能なカラムナー液晶材料はこれまでに例がない。上記の研究経験を基に、ミシガン大学・Kotov教授の指導の下、無機ナノ粒子の自己集合化に取り組んだ。当該研究室が最近報告したキラル磁性ナノ粒子は、磁場印加により光学密度が40%減少する「磁場誘起透明性」を示す。この磁性ナノ粒子を用い、種々のアルカリ土類金属イオンと混合しpHを調整することで、走査型電子顕微鏡下で幅数百ナノメートルのプレート状構造体が観察され、さらにこれらが集合化した直径数マイクロメートルの球状集合体も確認された。磁性ナノ粒子と同様に、この集合体も磁気光学応答性を示し、興味深いことに、その光学密度の変化量は濃度の増大に伴い最大70%にまで大きくなることを見出した。

The present researchers have developed a new type of aggregation structure for liquid crystals, rod-like liquid crystal molecules, and supermolecules. Yano et al. Science 2019）。The liquid crystal material is functional, and when the liquid crystal material is stable, the liquid crystal material can be used. The supramolecular superposition of this molecule is discussed in rod-shaped liquid crystal media, and it is evident that a co-integrated Kallamna phase can be found in a mixture of mole ratio 1 to 3 in a square lattice. All kinds of spectroscopic measurements are carried out on the organic part of the body. Magnetic measurements show that liquid crystal materials exhibit normal magnetic properties, and that there is an organic exchange interaction between them. In addition, the liquid crystal has a parallel alignment in DC field and a vertical alignment in magnetic field. The electric field, the magnetic field, the alignment of liquid crystal materials, etc. Based on the research experience mentioned above and under the guidance of Professor Kotov of Misikan University, the self-aggregation of inorganic NaNa particles has been developed. When the lab recently reported a 40% reduction in magnetic particle and magnetic field optical density, it showed that The magnetic particles were used in the study, and the mixture and pH of the particles were adjusted. Under the electron microscope, the spherical aggregates of the particles were observed and confirmed. Magnetic particles, aggregates, magnetic and optical responsivity, interesting, and optical density increase with concentration up to 70%.

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）

Nematic-to-columnar mesophase transition by in situ supramolecular polymerization

原位超分子聚合向列相到柱状中间相转变

DOI：
10.1126/science.aan1019
发表时间：
2019
期刊：
Science
影响因子：
56.9
作者：
Yano Keiichi;Itoh Yoshimitsu;Araoka Fumito;Watanabe Go;Hikima Takaaki;Aida Takuzo
通讯作者：
Aida Takuzo

Hierarchical Coassembly of Rod and Disk Molecules into Hybrid Core-Shell Columnar Liquid Crystal

棒状和盘状分子的分层共组装成混合核壳柱状液晶