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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
[コードNo.2011T832]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 入江正浩関隆広
■体裁/ B5判 337ページ
■発行/ 2011年11月 (株)シーエムシー出版
■定価/ 75,600円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-0509-7

 
★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』プロジェクト(2007年〜2010年度)から選りすぐりの
  研究成果をまとめた1冊!
★世界トップクラスの研究集団が執筆!
★隆盛期を迎えているフォトクロミズム!最新の研究成果と応用を多数紹介!

キーワード

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

刊行にあたって

 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)

著者一覧

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

構成および内容

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
1.3.3Cocrystals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
7.41-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
16π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
1.26π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
5.2N-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
5.3N-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
7.3.1AFM 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
10.2.3McMurry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
12.31,4-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
5.3Ez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
10.2.14-ジメチルアミノアゾベンゼン
10.2.24-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
122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
15.2α-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



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