光応答性単一イオン磁石の開発

光、温度、電場等の外場に応答し、磁性、伝導性、光学特性、メカニカル特性等が巨大なスイッチング特性を示す新物質の開発が盛んに行われている。我々はこれまでに、外場応答性磁性体、伝導体、メカニカル材料等を報告している。これらの外場応答性物質は将来のスイッチング材料、メモリー材料等への応用が期待されている。昨年度、我々は外部刺激（温度）に対して形やサイズが可逆的に変化する新しい分子性メカニカル材料を見出し、その結晶構造、及び物性に関する詳細な検討を行った。今回は、新たに水素結合からなるフレームワーク構造を有する新物質を開発することに成功し、この物質が4, 4'-アゾピリジン分子の180度フリップ－フロップ運動により、巨大な結晶変形を示すことを見出した。Ｘ線構造解析により、この物質は低温で極性構造（Cc）を有していることがわかった。一方、温度を40度以上に上げるとこの物質を構成するH4BPTC分子（ビフェニル-3,3',5,5'-テトラカルボン酸）のベンゼン環がわずかに回転し、ベンゼン環の二面角が36.9度から32.7度に変化した。この僅かな変化がトリガーになり4, 4'-アゾピリジン分子の180度フリップ－フロップ運動が誘起され、極性構造が非極性構造へと変化した。結晶変形と結晶軸の関係を検討したところ、c軸方向に結晶が膨張し、b軸方向に結晶が収縮することがわかった。これらの変化は可逆であることがわかった。

光、温度、電場等の外場に応答し、磁性、伝導性、光学特性、メカニカル特性等が巨大なスイッチング特性を示す新物質の開発が盛んに行われている。我々はこれまでに、外場応答性磁性体、伝導体、メカニカル材料等を報告している。これらの外場応答性物質は将来のスイッチング材料、メモリー材料等への応用が期待されている。昨年度、我々は外部刺激（温度）に対して形やサイズが可逆的に変化する新しい分子性メカニカル材料を見出し、その結晶構造、及び物性に関する詳細な検討を行った。今回は、新たに水素結合からなるフレームワーク構造を有する新物質を開発することに成功し、この物質が4, 4'-アゾピリジン分子の180度フリップ－フロップ運動により、巨大な結晶変形を示すことを見出した。Ｘ線構造解析により、この物質は低温で極性構造（Cc）を有していることがわかった。一方、温度を40度以上に上げるとこの物質を構成するH4BPTC分子（ビフェニル-3,3',5,5'-テトラカルボン酸）のベンゼン環がわずかに回転し、ベンゼン環の二面角が36.9度から32.7度に変化した。この僅かな変化がトリガーになり4, 4'-アゾピリジン分子の180度フリップ－フロップ運動が誘起され、極性構造が非極性構造へと変化した。結晶変形と結晶軸の関係を検討したところ、c軸方向に結晶が膨張し、b軸方向に結晶が収縮することがわかった。これらの変化は可逆であることがわかった。