分子変換により誘起される自己駆動する液滴の相転移現象
【研究キーワード】
自己駆動液滴 / 非平衡系 / 界面活性剤 / エマルション / 金属錯体 / 光応答性 / マイクロ流体デバイス / マランゴニ対流 / 自己駆動油滴 / カチオン性界面活性剤 / 集団運動 / パターン形成 / 変形 / 電解質 / 分子間相互作用 / 分岐構造 / 相転移 / ベンズアルデヒド誘導体 / ラウロニトリル / キラリティー / 超分子化学 / 分子変換
【研究成果の概要】
界面活性剤水溶液中を自ら動く（自己駆動する）マイクロメートルサイズの液滴をプラットフォームに，種々の外部刺激を与えた際に駆動モードを変えたり，他の分子集合体へと相転移したりする化学システムの構築を目指した。金属イオンのリガンドとなるアニリン骨格を有する界面活性剤や光応答性の界面活性剤を用いることで，一方向に駆動する走性を示した後に膜構造を有する凝集体へと相転移する現象や，複数の液滴が集合し，離散するといった複数の応答性を示すことを見出した。
【研究の社会的意義】
超分子化学の観点から，細胞にみられる，高次に階層化された化学システムをつくりだし，その機能を搭載した材料を開発する試みがなされている。しかし，そのほとんどは，超分子構造体中の弱い分子間相互作用を外部刺激によって変換・制御することで，構造体の形状や物性をスイッチングするものであり，常にエネルギーの供給と散逸のある平衡から遠く離れた系で発現される細胞機能を再現するには至っていない。それに対し，本研究成果は化学反応を活用することで，細胞にみられる相転移現象の一端を再現することに成功しており，新たな機能性材料の設計指針を供するものである。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)