46福原 学44Gaku FUKUHARA廣瀬 靖45Yasushi HIROSE機械的刺激としての静水圧による感圧応答化学センサーの物性制御（2023採択）Control of Pressure-Responsive Chemosensors by Hydrostatic Pressure as a Mechanical Stimulus(Project 2023)外部刺激による五酸化三チタン薄膜の可逆的相転移の実現（2023採択）Realization of reversible structural phase transition of a Ti3O5 thin film by external stimuli(Project 2023)現在の化学センサーの研究においては，様々な外部刺激によって分子から超分子，高分子に至る広範囲な系を制御できることが示されてきている．本研究では現代超分子化学においても挑戦的と言われている外部刺激による能動的制御，すなわち化学センサーの“dynamic control（動的制御）”の実現を目的とし，フタロシアニン誘導体(1Zn)の2量化過程に焦点を当てた．この結果，エンタルピー･エントロピー変化を伴う温度効果および静水圧効果の2つの物理量によってモノマーからダイマー(1Zn2)へのシグナル変化を精密に制御できることが示され，複数の外部刺激を用いた超分子の動的制御を実証した．It has been shown that a wide range from molecules to supramolecules and then to polymers can be con-trolled by a large variety of external stimuli in current studies on chemosensors. In this study, to achieve a challenging for an active control by external stimuli, that is construction of a dynamically controlled chem-osensor, we focused on the self-dimerization process of the phthalocyanine derivative (1Zn). As a result, the signal changes from monomer to dimer (1Zn2) can be precisely controlled by combining temperature (en-thalpy and entropy) and hydrostatic pressure stimuli, indicating the significance of multi-dimensional dynam-ic control.Ti3O5の準安定相の一つであるλ相Ti3O5は，熱や光･圧力などの外場によってβ相へと構造相転移し，光･電気特性を可逆的に制御できることから次世代の相転移材料として期待されている．一方，応用上重要な単結晶薄膜では，基板によって格子定数が拘束されるため，構造相転移が抑制される問題があった．本研究では，基板による格子定数の拘束を解消し，構造相転移を実現するために，ケミカルリフトオフ法によってλ相Ti3O5薄膜を基板から剥離･転写することを試みた．転写したλ相Ti3O5の薄膜は，長方形の小片に分離し，短軸方向に湾曲した（半）円筒状に変形した．湾曲の方向はc軸長の減少に対応しており，λ相Ti3O5薄膜の一部がβ相に構造相転移した可能性が示唆された．λ-phase Ti3O5, a metastable polymorphs of Ti3O5, is expected to be a next-generation phase transition mate-rial because it can undergo a structural phase transition to β-phase under external fields such as heat, light, and pressure, and its optical and electrical properties can be reversibly controlled. On the other hand, the structural phase transition of single-crystal thin films, which are important for applications, is suppressed be-cause the lattice constants are constrained by the substrate. In this study,λ-phase Ti3O5 thin films were trans-ferred from the substrate by a chemical lift-off method to remove the lattice parameter constraint by the sub-strate. The transferred λ-phase Ti3O5 thin film was separated into small rectangular pieces and curved in the short-axis direction, and the direction of curvature corresponded to the decrease in c-axis length. There results suggest that part of the λ-phase Ti3O5 thin film may have undergone a structural phase transition to the β-phase.
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