誘起された配向場を利用した力学的分子配座制御

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配座とは有機分子の単結合周りの回転により現れる立体構造である．有機分子が集積した材料中，配座は，分子補足特性（センシング），分光学的特性（吸収・蛍光），電気的特性（導電性）等の材料特性を変化させる重要な構造である．配座が自在に制御できれば一種類の分子で材料特性を調節したり，最適化したりすることができるため，配座の自在制御には有機材料の発展に大きな利点と可能性がある．しかし，配座変化のためのエネルギー障壁は数kcal/mol程度と小さく，安定構造を利用する元来の方法では，様々な配座が材料中に固定されてしまい，自在制御は実現できていない．本研究では，微小なエネルギー制御が可能である力学的エネルギーを利用し，3次元材料中の分子配座の自在制御に関する基盤研究を行うことを目的とする．具体的には，配座制御を行う分子を3次元ポリマー中に分散させ，引張応力を印加する．このとき，力学的エネルギーによって誘起されるポリマーの主鎖配向を利用して，目的分子の配向・配座制御を行う．力学的エネルギーを段階的に加えながら分光スペクトルをモニターして分子の配座を追跡することにより，配座制御の実現に必要な条件(①分子側鎖，②分子配向，③ポリマーの機械的特性)を明らかにしていく．初年度の計画は，配座を検出できる分子をポリマーに埋め込み，この混合材料に対して力学刺激を加え，分子配座変化に伴う分光スペクトル変化が検出できるか，検証することであった．計画通り，側鎖の異なる複数の分子を合成し，ポリマー材料と反応させた．この中のいくつかの分子において，力学刺激に対してスペクトルが変化することを確認できた．