米乐m6官方网站【会长：野间口佑】（以下简称“AIST”）光子学研究部【研究主任：渡边正信】分子薄膜研究组【研究组组长：明澄丽子】研究员：德兼安男，纳米系统研究部[Kiyoshi Yase，研究总监]Masaru Yoshida，智能材料组，研究组组长等人可以通过简单地照射光而不加热而将固体转化为液体融化（相变），还开发了一种可以恢复到原始固态的有机材料。
新开发的有机材料一旦状态发生变化，就无法恢复到原来的状态（不可逆）感光树脂,光异构化反应而改变，所以特点是可以恢复到原来的状态（可逆）。迄今为止，已知许多有机化合物通过光异构化反应改变其分子结构（形状），但人们认为光异构化反应发生在溶液中，但很少发生在晶体中。此次合成的新有机化合物的分子量约为1,100至1,700，即使在晶体中也会发生光异构化反应，在熔化时从固态转变为液态。这是一个重要发现，涉及材料熔化现象的基本原理。未来，我们的目标是建立一种大量合成这种有机材料的方法，并光刻
这项研究成果发表在英国科学杂志上化学通讯
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图1 两种有机化合物的相变（上图和下图）。液体部分呈黑色。
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使用偏光显微镜观察 |
使用光学显微镜观察 |
10365_10605光聚合反应是啊光解反应，一旦使用，就无法恢复到原来的状态，也无法重复使用。可以重复利用来建设可持续发展的社会光响应材料的发展是导致节能的绿色创新的重要问题之一。
在AIST，我们一直在开发新型可重复使用的光响应材料，重点关注可逆光化学反应的光异构化反应，并从合成化学的角度进行各种研究。这次，通过使用新的分子设计，我们解决了晶体中的光异构化反应，此前人们对此知之甚少。
这项研究和开发得到了日本学术振兴会科学研究补助金“青年科学家（B）（2009-2019）”和日本新化学振兴会“2009年研究补助金”的支持。
在 AIST，这是一种典型的分子，它会引起与具有可逆反应性的可重复使用的光响应材料的开发相关的光异构化反应偶氮苯如图2所示，当偶氮苯受到紫外线照射时，变性人来自顺体，反之，当顺式形式受到可见光照射或加热时，它又变回反式形式。这种现象一般只发生在溶液中，很少发生在晶体中。这是因为晶体中的分子被周围分子阻挡，无法自由移动，从而抑制了结构变化。近年来，晶体中发生光异构化反应的罕见例子已经被报道，例如晶体因光而改变形状，但还没有关于物质从固体可逆地转变为液体的现象的报道，甚至还不清楚这种现象在原理上是否可能。
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图2 偶氮苯的光异构化反应。光异构化在反式和顺式形式之间可逆。
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从这种情况来看，可以说它是介于固体和液体之间的。液晶显示屏从固态到液态，我们合成了两种新的有机化合物，如图3所示。这些有机化合物具有偶氮苯以环状方式连接并添加适度柔软的侧链的结构，由于分子内多个偶氮苯位点的光致异构化，整个分子的形状发生显着变化。在这些化合物中，除了光诱导的从液晶态到液态的相变之外，还确认了从结晶态到液态的相变。图 4 显示偏光显微镜显示照片。为了用热熔化这些物质，需要100℃或更高的温度，但可以看出，只有在室温下暴露在光线下的部分才会熔化（熔化的部分是晶体所特有的）双折射消失并变得各向同性，因此在偏光显微照片中观察到它为黑色暗场）。
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图3 开发的两类有机化合物的结构式（上）以及使用它们的相变示意图（下）。当暴露于紫外线或热量时，它会经历固态（左）和液态（右）之间的相变。
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图4 有机化合物1（上排）和2（下排）在25 °C 下的偏振光显微照片（膜厚为5 μm）。当受到紫外线照射时，它会变成顺式结构并变成液体（观察到的黑色部分）。此外，热量将其转变为变换结构并返回到固态。
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此外，通过形成具有高光反应效率的微晶粉末薄膜，我们成功地使用光学显微镜观察晶体熔化。这种状态变化可以通过控制照射光和温度这两种条件来重复引起。这些结果表明，适当的分子设计能够在晶体中发生光异构化反应，从而破坏晶体中分子排列的顺序并导致熔化或相变到液态。该结果是世界上第一份报告，表明通常仅通过加热才能发生的从固态到液态的状态变化是通过光异构化反应发生的。
我们的目标是阐明这种现象的机制，这在材料科学中很有趣，其中光会熔化物质，并且我们正在通过对反应进行详细分析并检查类似的有机化合物来研究分子结构和性质之间的关系。
未来，我们的目标是建立一种大规模合成的方法，以期向外界提供样品。与此同时，我们计划研究诸如利用光熔化现象可重复使用的光刻材料以及在光照下可轻松剥离的粘合技术等应用。