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力を加えると大きく色が変わる分子を発见 电気の流れやすさも変化

掲载日:2019年6月4日

フルオレニリデン-アクリダンの色の変化と配座変化
机械的な力を加えることにより折れ曲がり型の分子配座をもつ黄色い粉はねじれ型の分子配座をもつ浓い緑色の粉に変化し、溶媒の蒸気にさらすことにより、再びもとの黄色に戻る。动画の鲍搁尝:
© 2018 Yutaka Matsuo.

东京大学大学院工学系研究科机械工学専攻の松尾豊特任教授らの研究グループは、机械的刺激により见た目の色(吸収色)を大きく変える物质を合成することに成功しました。

押すなどの机械的な外部刺激により性质を変化させる材料はメカノクロミック材料と呼ばれ、センサーやスイッチなどに応用可能な新しい机能性材料として兴味が持たれています。机械的刺激により発光色を変える材料はこれまでに多くありましたが、吸収色を大きく変える物质はあまり存在しませんでした。

今回研究グループが见い出した新しい物质は、フルオレニリデン-アクリダンと名付けられた分子で、结晶の状态では黄色ですが、结晶を砕くと浓い緑色に変化します。これは通常の有机分子の结晶を砕くと色がやや薄くなることと逆の现象となります。この色が浓くなる新しい现象の键は、机械的応力というマクロな力を、モルフォロジ変化を通して分子の形态変化というミクロな変化につなげたことにあります。この変化により物质中の电気の流れやすさも増大させることにも成功しました。

この材料は机械的刺激という入力情报を、见た目の色と电気特性の変化という2つの出力情报に変换できるため、色が変わるタッチパネルや光学的および电気的に検出する応力センサーなど、新しい有机电子素子に応用される机能性材料となることが期待されます。

「有机太阳电池に用いる材料を开発する过程で、こすることによって剧的に色が変化する分子を偶然に発见しました。この现象の背景にある科学を解き明かすのに、1年以上かかりました」と松尾特任教授は话します。

论文情报

Tsuyoshi Suzuki, Hiroshi Okada, Takafumi Nakagawa, Kazuki Komatsu, Chikako Fujimoto, Hiroyuki Kagi, Yutaka Matsuo, "A fluorenylidene-acridane that becomes dark in color upon grinding – ground state mechanochromism by conformational change," Chemical Science: 2017年11月14日, doi:10.1039/c7sc03567e.
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