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フォトクロミズムの新展開と光メカニカル機能材料

New Frontiers in Photochromism and Photomechanical Materials

隆盛期を迎えているフォトクロミズムについて最新の研究成果と応用を多数紹介!

商品概要

略称
フォトクロミズム
商品 No.
bk7349
発刊日
2011年11月01日(火)
ISBN
978-4-7813-0509-7
体裁
B5判,337頁
価格
75,600円(税込)
発行
シーエムシー出版
問い合わせ
(株)R&D支援センター TEL:03-5857-4811 MAIL:info@rdsc.co.jp
監修
入江正浩・関 隆広
著者
入江正浩   立教大学 理学部 化学科 特任教授
石橋千英   愛媛大学 大学院理工学研究科 物質生命工学専攻 応用化学コース 助教
宮坂 博   大阪大学 大学院基礎工学研究科 物質創成専攻 教授
辻岡 強   大阪教育大学 教育学部 教養学科 教授
内田欣吾   龍谷大学 理工学部 物質化学科 教授
川邊晶文   大阪府立大学 大学院工学研究科
水野一彦   大阪府立大学 大学院工学研究科 教授
池田 浩   大阪府立大学 大学院工学研究科 教授
小池隆司   東京工業大学 資源化学研究所 助教
穐田宗隆   東京工業大学 資源化学研究所 教授
高見静香   新居浜工業高等専門学校 環境材料工学科 准教授
谷 敬太   大阪教育大学 教育学部 教養学科 教授
久保埜公二  大阪教育大学 教育学部 教養学科 准教授
谷藤尚貴   米子工業高等専門学校 物質工学科 准教授
中村振一郎  (独)理化学研究所 中村特別研究室 特別招聘研究員
横島 智   (独)理化学研究所 中村特別研究室
横山 泰   横浜国立大学 大学院工学研究院 機能の創生部門 教授
東口顕士   京都大学 大学院工学研究科 合成・生物化学専攻 助教
松田建児   京都大学 大学院工学研究科 合成・生物化学専攻 教授
滝澤 努   筑波大学 大学院数理物質科学研究科
中里 聡   筑波大学 大学院数理物質科学研究科
新井達郎   筑波大学 大学院数理物質科学研究科 教授
阿部二朗   青山学院大学 理工学部 化学・生命科学科 教授
網本貴一   広島大学 大学院教育学研究科 准教授
加藤昌子   北海道大学 大学院理学研究院 化学部門 教授
木村恵一   和歌山大学 システム工学部 教授
中原佳夫   和歌山大学 システム工学部 助教
小久保尚   横浜国立大学 大学院工学研究院 特別研究教員
上木岳士   横浜国立大学 大学院工学研究院 博士研究員
渡邉正義   横浜国立大学 大学院工学研究院 教授
石塚智也   筑波大学 大学院数理物質科学研究科 化学専攻 助教
小島隆彦   筑波大学 大学院数理物質科学研究科 化学専攻 教授
廣戸 聡   名古屋大学 大学院工学研究科 化学生物工学専攻 助教
忍久保洋   名古屋大学 大学院工学研究科 化学生物工学専攻 教授
竹下道範   佐賀大学 工学系研究科 准教授
田中耕一   関西大学 化学生命工学部 教授
中井英隆   九州大学 大学院工学研究院 准教授
磯辺 清   九州大学 大学院工学研究院 学術研究員
中嶋琢也   奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 准教授
河合 壯   奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 教授
松下信之   立教大学 理学部 化学科 教授
守山雅也   大分大学 工学部 応用化学科 准教授
関 隆広   名古屋大学 大学院工学研究科 物質制御工学専攻 教授
永野修作   名古屋大学 名古屋大学ベンチャービジネスラボラトリー 准教授;科学技術振興機構さきがけ 研究員
間宮純一   東京工業大学 資源化学研究所 助教
宍戸 厚   東京工業大学 資源化学研究所 准教授
池田富樹   中央大学 研究開発機構 教授
吉田 亮   東京大学 大学院工学系研究科 准教授
玉置信之   北海道大学 電子科学研究所 スマート分子研究分野 教授
石飛秀和   大阪大学 大学院生命機能研究科 生体ダイナミクス講座 助教
須田理行   (独)理化学研究所 加藤分子物性研究室 基礎科学特別研究員
栄長泰明   慶應義塾大学 理工学部 化学科 教授
近藤瑞穂   兵庫県立大学 助教
川月喜弘   兵庫県立大学 教授
深江亮平   兵庫県立大学 教授
菊地あづさ  横浜国立大学 大学院工学研究院 助教
桑原 穣   熊本大学 大学院自然科学研究科 助教
栗原清二   熊本大学 大学院自然科学研究科 教授
小島秀子   愛媛大学 大学院理工学研究科 教授
嶋田哲也   首都大学東京 大学院都市環境科学研究科 分子応用化学域 助教
関根あき子  東京工業大学 大学院理工学研究科 物質科学専攻 助教
中田一弥   (財)神奈川科学技術アカデミー 重点研究室 光触媒グループ 常勤研究員
中野英之   室蘭工業大学 大学院工学研究科 くらし環境系領域 教授
藤本和久   九州産業大学 工学部 物質生命化学科 准教授
井上将彦   富山大学 大学院医学薬学研究部(薬学) 教授
発刊にあたって
 本書は,わが国の「フォトクロミズム」研究の現状を紹介したものである。
 フォトクロミズムの研究の歴史は古く,これまで数多くのフォトクロミック分子が報告されてきているが,代表的な分子である,ヘキサアリールビスイミダゾール,スピロオキサジン、ジアリールエテンは日本人の研究者による発見である。フォトクロミズム研究は,21世紀に入ってから活性化し,特に日本の貢献は大きい。
 2007年~2010年まで4年間特定領域研究『フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出』が40名余りの研究者を擁して進められた。この特定領域研究により,わが国の研究水準は更なる発展を遂げたと考えられる。その研究成果の多くが本書に収められている。

2011年11月 入江正浩(本書「巻頭言」より、一部抜粋)
書籍・DVDの内容
第1章 ジアリールエテンの極限機能

1 ジアリールエテン単結晶のフォトメカニカル機能 入江正浩
  1.1 はじめに
  1.2 高分子のフォトメカニカル機能
  1.3 光に応答して形を変える分子結晶
    1.3.1 板状結晶の光誘起変形
    1.3.2 混晶の光誘起変形
    1.3.3 Cocrystalsの光誘起変形

2 超高速時間分解計測によるフォトクロミック反応ダイナミクスとメカニズムの解明 石橋千英,宮坂 博
  2.1 はじめに
  2.2 ジアリールエテン誘導体のフォトクロミック反応ダイナミクス
    2.2.1 フェムト秒・ピコ秒レーザーによる閉環反応過程の直接測定
    2.2.2 フェムト秒・ピコ秒レーザーによる閉環反応過程の直接測定
  2.3 フェムト秒レーザー分光によるヘキサアリールビスイミダゾール系の結合開裂過程の測定
  2.4 非線形フォトクロミック反応
  2.5 今後の展開

3 フォトクロミック薄膜表面における金属蒸着選択性 辻岡 強
  3.1 はじめに
  3.2 ジアリールエテン膜表面での金属蒸着選択性とその応用
  3.3 おわりに

4 光により誘起される表面形状変化とバイオミメティック超撥水性表面 内田欣吾
  4.1 はじめに
  4.2 おわりに

5 テトラチエニルエテン誘導体のフォトおよびエレクトロクロミック特性 川邊晶文,水野一彦,池田 浩
  5.1 はじめに
    5.1.1 ジアリールエテン類のフォトクロミック特性とその応用
    5.1.2 テトラキス(5-メチルチオチエン-2-イル)エテンのエレクトロクロミック特性とその応用
  5.2 テトラチエニルエテン類のフォトおよびエレクトロクロミック特性―新たな二元応答型分子の構築を目指して―
    5.2.1 テトラチエニルエテン(7)のフォトクロミック挙動
    5.2.2 テトラチエニルエテン(7)のエレクトロクロミック挙動
  5.3 おわりに

6 フォトクロミックオルガノメタリックス 小池隆司,穐田宗隆
  6.1 はじめに
  6.2 光スイッチング機能を有する有機金属分子ワイヤー
  6.3 デュアルクロミック金属錯体:フォトクロミズムとエレクトロクロミズム
  6.4 まとめと今後の展望

7 黄色に光発色するフォトクロミック分子の開発 高見静香
  7.1 はじめに
  7.2 黄色に光発色するフォトクロミック色素
  7.3 光安定性
  7.4 1-アリール-2-ビニルシクロペンテン誘導体
    7.4.1 チオフェン誘導体
    7.4.2 オキサゾール誘導体
    7.4.3 チアゾール誘導体
  7.5 おわりに

8 キャリア移動部位を有するジアリールエテン誘導体のフォトクロミズムとその電気的特性 谷 敬太,久保埜公二,辻岡 強

9 ジアリールエテンの反応点炭素の混成軌道変化を用いた機能性分子開発 谷藤尚貴
  9.1 はじめに
  9.2 研究の背景
  9.3 反応点炭素を用いたパイ共役系の光スイッチングと物性変化
    9.3.1 磁気的相互作用の光スイッチング
    9.3.2 オリゴチオフェンのパイ共役系の切断―再結合
    9.3.3 ソルバトクロミズム特性の光スイッチング
    9.3.4 縮環チオフェンの反応点炭素を活用した材料開発
  9.4 おわりに

10 計算科学によるジアリールエテンの解析 中村振一郎,横島 智
  10.1 はじめに
  10.2 計算科学の貢献とは何か
  10.3 ジアリールエテン量子収率,逆さチオフェンの場合
  10.4 ニトロニルニトロキシドが結合したジアリールエテン

第2章 新規・高性能フォトクロミック系

1 6π系電子環状反応に基づくフォトクロミズムの高性能化 横山 泰
  1.1 はじめに
  1.2 6π系電子環状反応の立体選択性向上
    1.2.1 不斉炭素導入による立体的・電子的反発による立体制御
    1.2.2 ヘキサトリエンのラセンの立体障害による制御
  1.3 分子内水素結合による配座の制御と大きな光環化量子収率の達成
    1.3.1 アンチパラレル配座とパラレル配座
    1.3.2 ビスアリールインデノンエチレンアセタール
  1.4 おわりに

2 ジアリールエテンと金属ナノ粒子による光分子エレクトロニクス材料 東口顕士,松田建児
  2.1 分子エレクトロニクスとフォトクロミズム
  2.2 金属ナノ粒子
  2.3 金属ナノ粒子上における光反応
  2.4 ジアリールエテン―金ナノ粒子ネットワークのコンダクタンスの光スイッチング
  2.5 酸化によるジアリールエテン―金ナノ粒子のコンダクタンススイッチング
  2.6 おわりに

3 巨大構造変化を伴うフォトクロミック系の創出 滝澤 努,中里 聡,新井達郎
  3.1 はじめに
  3.2 巨大構造変化の光化学
    3.2.1 ベンジルエーテル型スチルベンデンドリマー
    3.2.2 その他のスチルベンデンドリマー
    3.2.3 ジフェニルブタジエンデンドリマー
    3.2.4 エンジインデンドリマー
  3.3 おわりに

4 架橋型イミダゾール二量体の高速フォトクロミズム 阿部二朗
  4.1 はじめに
  4.2 [2.2]パラシクロファン架橋型イミダゾール二量体
  4.3 高機能化に向けた分子設計戦略
  4.4 おわりに

5 励起状態プロトン移動に基づくフォトクロミック有機結晶 網本貴一
  5.1 はじめに
  5.2 N-サリチリデンアニリン類を用いたフォトクロミック有機結晶の合理的構築法
  5.3 N-サリチリデンアニリン類の結晶フォトクロミズムにおける構造-物性相関
  5.4 ニトロ基が関与する新規フォトクロミック有機結晶
  5.5 おわりに

6 配位環境が誘起する新規フォトクロミックシステムの創出 加藤昌子
  6.1 はじめに
  6.2 ジメチルスルホキシド銅(I)複核錯体のフォトクロミック発光
  6.3 チオシアナト白金(II)錯体の光と蒸気に制御された結合異性化とクロミック挙動
  6.4 おわりに

7 フォトクロミック分析化学 木村恵一,中原佳夫
  7.1 はじめに
  7.2 フォトクロミックカリックスアレーンを用いた金属イオン抽出の光制御
    7.2.1 カリックス[4]アレーン化スピロベンゾピラン
    7.2.2 アルカリ金属イオン抽出能の光制御
  7.3 原子間力顕微鏡によるフォトクロミック高分子の伸縮挙動の観察
    7.3.1 AFM フォース測定
    7.3.2 外部刺激が高分子の伸縮挙動に与える影響
  7.4 おわりに

8 イオン液体を利用した光誘起型高分子材料の創出と高機能化 小久保 尚,上木岳士,渡邉正義
  8.1 イオン液体とイオンゲル
  8.2 イオン液体中における高分子(ゲル)の相転移現象
  8.3 イオン液体を溶媒に用いた刺激応答性高分子の特徴と光応答性高分子への展開
  8.4 光応答性イオンゲルの作製と光メカニカル機能の創出
  8.6 今後の展望

9 ルテニウム(II)‐ポリピリジルアミン錯体の配位構造変化を伴うフォトクロミック挙動 石塚智也,小島隆彦
  9.1 はじめに
  9.2 ルテニウム―TPA錯体におけるフォトクロミックな構造変化
    9.2.1 光および熱によるTPA配位子の可逆な部分解離反応
    9.2.2 アロキサジン配位子の180°擬回転を伴う光異性化反応
    9.2.3 プテリン配位子を有するルテニウム(II)錯体の可逆な光異性化反応
  9.3 おわりに

10 ジアリールエテンの新規合成法の開発 廣戸 聡,忍久保 洋
  10.1 はじめに
  10.2 ジアリールエテン骨格の合成
  10.2.1 ジアリールエテンの初期の合成方法
  10.2.2 有機リチウム反応剤を用いた合成
  10.2.3 McMurryカップリングによるジアリールエテンの合成
  10.2.4 鈴木―宮浦クロスカップリングによる合成
  10.3 ジアリールエテンへの官能基導入
  10.3.1 リチオ体を経由する置換基導入
  10.3.2 クロスカップリング反応による合成
  10.3.3 直接官能基化によるジアリールエテンの修飾
  10.4 おわりに

11 チオフェノファン-1-エン類のフォトクロミズム 竹下道範
  11.1 はじめに
  11.2 チオフェノファン-1-エン類の合成
  11.3 小環状チオフェノファン-1-エン類のフォトクロミズム
  11.4 中~大環状チオフェノファン-1-エン類のフォトクロミズム
  11.5 メタシクロチオフェノファン-1-エン類のフォトクロミズム
  11.6 チオフェノファン-1-エン類のエナンチオ特異的フォトクロミズム
  11.7 おわりに

12 ケト-エノール光異性化に基づく単結晶フォトクロミズム 田中耕一
  12.1 はじめに
  12.2 トランス-ビインデニリデンジオン誘導体の結晶相フォトクロミズム
  12.3 1,4-ビスインデニリデンシクロヘキサンの結晶相フォトクロミズム
  12.4 ラセミおよび光学活性シッフ塩基マクロサイクルの結晶相フォトクロミズム

13 ロジウムジチオナイト錯体分子の単結晶フォトクロミズム 中井英隆,磯辺 清
  13.1 はじめに
  13.2 ロジウムジチオナイト錯体のフォトクロミズム
  13.3 キラル結晶中でのフォトクロミズム
  13.4 単結晶フォトクロミズムに連動した配位子のダイナミクス
  13.5 フォトクロミック反応に誘起される表面ナノ構造変化
  13.6 光誘起結晶形状変化
  13.7 おわりに

14 超分子相互作用に基づく高着色性フォトクロミックターアリーレンの設計 中嶋琢也,河合 壯
  14.1 はじめに
  14.2 フォトクロミックターアリーレン
  14.3 分子内相互作用の制御によるターアリーレンの着色効率の向上
  14.4 分子間相互作用によるターアリーレンの立体配座と着色効率の制御
  14.5 おわりに

15 白金錯体単結晶で起こるフォトクロミズム 松下信之
  15.1 はじめに
  15.2 ビス(2-アミノメチルピリジン)白金錯体結晶のフォトクロミズムの特徴
  15.3 ビス(2-アミノメチルピリジン)白金錯体結晶の光定常状態下での構造
  15.4 光誘起吸収帯
  15.5 フォトクロミック状態の熱的安定性
  15.6 対イオン依存性・無水塩
  15.7 重水素化の効果
  15.8 フォトクロミズムの結晶化時pH依存性
  15.9 おわりに

16 ビス(アリールオキシ)ナフタセンキノンのフォトクロミズムと分子集合材料への展開 守山雅也
  16.1 はじめに
  16.2 ビス(アリールオキシ)ナフタセンキノンのフォトクロミズム
  16.2.1 置換フェノキシ基を有するナフタセンキノンのフォトクロミズム
  16.2.2 ビフェニルオキシ基を有するナフタセンキノンのフォトクロミズム
  16.3 コアにナフタセンキノン骨格を有するデンドリマーのフォトクロミズム
  16.3.1 ナフタセンキノンデンドリマーの溶液中でのフォトクロミズム
  16.3.2 ナフタセンキノンデンドリマーのバルク状態でのフォトクロミズム
  16.4 おわりに

第3章 光メカニカル機能の創出

1 光メカニカル作用を利用した高分子薄膜の構造制御 関 隆広,永野修作
  1.1 はじめに
  1.2 ミクロ相分離配向の光制御と可逆的な変換
  1.3 光物質移動
    1.3.1 光相転移型を経由する物質移動
    1.3.2 後架橋の手法と超分子型液晶高分子システム
    1.3.3 液晶性の有機無機ナノハイブリッド
  1.4 (1-シクロへキシル)フェニルジアゼン液晶
  1.5 おわりに

2 架橋フォトクロミック液晶高分子を用いたメカニカル機能の創出 間宮純一,宍戸 厚,池田富樹
  2.1 はじめに
  2.2 光屈伸
  2.3 回転運動
  2.4 応力評価
  2.5 光駆動アクチュエーター
  2.6 おわりに

3 光メカニカル機能を持つ時空間高分子材料の創成 吉田 亮
  3.1 はじめに
  3.2 自励振動ゲルの設計と運動リズムの制御
  3.3 フォトクロミズムによる自励振動の時空間制御
    3.3.1 自励振動の光照射による時空間制御
    3.3.2 光異性化による高分子の溶解性変化
    3.3.3 光異性化によるゲルの膨潤収縮変化と化学反応波の伝播挙動変化

4 アゾベンゼンを用いる分子運動の光可逆的制御 玉置信之
  4.1 はじめに
  4.2 分子内回転運動の光可逆的制御
    4.2.1 分子内回転運動制御の意義とこれまでの研究
    4.2.2 完全ON-OFFスイッチングの実現とその証明を目指した分子デザイン
    4.2.3 スペーサー長を調整することによる完全ON-OFF光スイッチングの達成
    4.2.4 ローターのかさ高さを調整することによる完全ON-OFF光スイッチングの達成
    4.2.5 分子内回転運動の光可逆的制御を用いた円偏光によるキラリティー誘起
    4.2.6 分子内回転運動の光可逆的制御を用いたキラル溶媒によるキラリティー誘起と固定
    4.2.7 分子内回転を示さない化合物の光応答キラル添加剤としての利用
  4.3 モータータンパク質キネシンの運動の光可逆的制御
    4.3.1 モータータンパク質を人工的に制御する意義とこれまでの研究
    4.3.2 アゾベンゼン単分子膜を施した基板表面によるキネシン運動の光可逆的制御
  4.4 おわりに

5 単一集光スポット照射によるアゾ系フォトクロミックポリマーの光誘起物質移動 石飛秀和
  5.1 はじめに
  5.2 放射偏光によるEz偏光の創成
  5.3 Ez偏光による光誘起物質移動
  5.4 おわりに

6 フォトクロミック分子による有機―無機界面物性の光制御 須田理行,栄長泰明
  6.1 はじめに
  6.2 室温強磁性ナノ粒子の光磁気制御
  6.3 光応答性及び垂直磁気異方性を付与した集積化
  6.4 「界面強磁性」を利用した高効率光磁気制御
  6.5 超伝導特性の光機能化への展開
  6.6 おわりに

7 光により形態変化するファイバー 近藤瑞穂,川月喜弘,深江亮平
  7.1 はじめに
  7.2 光二量化反応による変形
  7.3 液晶性による応答性の向上
  7.4 今後の展望:ファイバーの加工
  7.5 おわりに

8 ラジカル解離型フォトクロミック分子薄膜における光誘起物質移動 菊地あづさ
  8.1 はじめに
  8.2 ラジカル解離型フォトクロミズム
  8.3 光誘起表面レリーフ形成
  8.4 光誘起物質移動メカニズム
  8.5 おわりに

9 液晶/空気界面における光物体輸送・運動システムの構築 桑原 穣,栗原清二
  9.1 はじめに
  9.2 液晶性分子の協調的分子配向(運動)
  9.3 コレステリック(キラルネマチック)液晶の特性制御と微小物体マニピュレーション
  9.4 アキラルな液晶場を利用した微小物体の光マニピュレーション
  9.5 おわりに

10 結晶のフォトメカニカル機能 小島秀子
  10.1 はじめに
  10.2 アゾベンゼン結晶のフォトメカニカル機能
    10.2.1 4-ジメチルアミノアゾベンゼン
    10.2.2 4-アミノアゾベンゼン
  10.3 サリチリデンアニリン結晶のフォトメカニカル機能
    10.3.1 フォトメカニカル特性
    10.3.2 フォトメカニカル機能の発現機構
  10.4 おわりに

11 光応答性有機分子と無機ナノ層状化合物の複合化による光メカニカル機能材料 嶋田哲也
  11.1 コンセプト
  11.2 光応答性層状複合体の構成
  11.3 光応答性層状複合体の光応答
  11.4 光応答のコントロール
  11.5 スクロール状複合体の開発
  11.6 スクロール状複合体の光応答
  11.7 おわりに

12 2種の光反応基を持つハイブリッド錯体を利用したフォトクロミック結晶の物性制御 関根あき子
  12.1 はじめに
  12.2 サリチリデンアミノピリジン誘導体のフォトクロミズムの制御
  12.3 アゾベンゼン誘導体のフォトクロミズム
  12.4 おわりに

13 光応答性ファイバーを用いた光―運動エネルギー変換 中田一弥
  13.1 はじめに
  13.2 光応答性ゲルの研究例
  13.3 光応答性ファイバーの研究例
  13.4 おわりに

14 アゾベンゼン系分子材料で観測される光誘起物質移動 中野英之
  14.1 はじめに
  14.2 アゾベンゼン系フォトクロミックアモルファス分子材料を用いる光誘起SRG形成
  14.3 アゾベンゼン系分子単結晶を用いる光誘起SRG形成
    14.3.1 アモルファスガラスを形成しないアゾベンゼン誘導体単結晶表面における光誘起SRG形成
    14.3.2 アモルファスガラスを形成しやすいアゾベンゼン誘導体の単結晶表面における光誘起SRG形成
  14.4 アゾベンゼン系フォトクロミック分子マイクロファイバーの光屈曲挙動
  14.5 おわりに

15 フォトクロミックペプチドによる生体動的機能の光制御 藤本和久,井上将彦
  15.1 はじめに
  15.2 α-ヘリックス構造とその光制御に向けて
  15.3 スピロピラン架橋ペプチドにおけるα-ヘリックス構造の光制御
  15.4 ジアリールエテン架橋ペプチドによる生体動的機能の光制御
  15.5 おわりに
キーワード
フォトクロミズム,光,メカニカル,ジアリールエテン,フォトクロミック,テトラチエニルエテン誘導体,金属ナノ粒子,イミダゾール二量体,イオン液体,白金錯体単結晶,光メカニカル,アゾベンゼン,ファイバー,技術,書籍
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