シングルドメインソフトマターが拓く新構造と物性に関する研究
【研究分野】ナノ構造化学
【研究キーワード】
分子自己集合 / シングルドメイン / ソフトマター / 液晶 / 高分子材料 / 分子集団運動 / 音波浮遊 / 反応場 / 自己組織化 / X線構造解析
【研究成果の概要】
分子凝縮相に関する既存概念では説明できない性質を示す構造、相挙動、および分子集団運動を示す、複数の新たなソフトマターを発見した。特に、加熱溶融して冷却するだけで、液滴のような形状でありながら単結晶様構造を形成し、見かけ上三次元構造規則性を保持したまま流動するキラル分子集合体を見いだし、さらに分子のキラリティーと集団運動の相関に関する新知見も得た。分子自己集合場の開発においては、音波浮遊装置を開発し、これを用いた分子集合場の設計により、液晶や高分子をミリメートルサイズのシングルドメイン構造体へと集積化する方法論を確立した。この音波浮遊場は新たな化学反応場としても有効に活用できることも見いだした。
【研究の社会的意義】
本研究で得られた成果は、低分子から高分子を構成要素とするソフトマターの構造化現象や物理化学に関する、これまでの常識をアップデートする新知見を提供するとともに、実応用上も高機能材料開発にとって重要な、「微子的なドメイン境界を含まず、巨視的スケールで一様な構造を有する材料をいかに構築するか？」という課題解決のための端緒を与える。明確な学術的な意義とともに、応用的観点からも今後、バルク状態の物性ばかりでなく、薄膜や表面・界面などで機能する新しいソフトマター設計の新概念や新合成法に通じる、インパクトある成果が得られたと考えている。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 尾原 幸治 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター | 回折・散乱推進室 | 主幹研究員 | (Kakenデータベース) |
| 梶谷 孝 | 東京工業大学 | オープンファシリティセンター | 技術職員 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【配分額】43,940千円 (直接経費: 33,800千円、間接経費: 10,140千円)