独立行政机构国立产业技术综合研究所[会长野间口裕]（以下简称“AIST”）纳米系统研究部[研究总监八濑清] 研究组组长吉田正和智能材料组首席研究员秋山春久开发了一种材料，只需在恒定的室温下用光照射即可反复液化和固化。
这个材料是糖醇骨架和多个偶氮苯组合组液晶物质8619_8786
该技术的详细内容可以在2012年4月6日（日本时间）的德国科学杂志``先进材料
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| 当受到紫外线照射时，固体粉末熔化成液滴，当受到可见光照射时，又重新硬化 |
各种各样的有机材料广泛应用于信息设备、家用电器、交通设备等，并且有望进一步提高性能，例如更高的功能和减轻重量。这些有机材料通常在模制过程中从液态加工成固态。通常，这样的操作包括加热和熔化原材料，但其他方法包括通过将原材料溶解在溶剂中然后干燥它们来固化它们，以及通过化学结合液体原材料来固化它们。另一方面，为了节约资源和能源（这对于建设可持续发展的社会至关重要），迫切需要可逆且精确控制液-固、固-液相变等基本物理性质变化的技术。然而，迄今为止，还没有任何单一物质能够在室温下仅通过光照射而无需加热或冷却而反复发生液化-凝固变化的例子。
AIST一直在积极研究光反应性有机材料。到目前为止，我们已经创造了通过光照射在室温下从晶态熔化并通过加热恢复到原始固态的材料（2010 年 12 月 2 日 AIST 新闻稿）。这次，我们进行了研究，目的是在正常室温条件下仅用光来控制液化和固化之间的可逆物理变化，结果发现，以容易获得的糖作为基本骨架并在分子中引入许多光反应性偶氮苯基团的多支链化合物可以实现可逆的光液化和光固化。
这项研究和开发得到了独立行政机构日本学术振兴会科学研究补助金（2009-2011 财年）的支持。
这次使用的材料是多支链化合物。原来在同一分子中有多个光反应位点
偶氮苯基团被用作材料的光反应位点。众所周知，偶氮苯在光照下会发生棒状结构和弯曲结构之间的可逆变化（异构化）（图1），但在结晶状态下发生这种异构化反应的例子很少见，因为它是高度结晶的，并且结构变化所需的自由体积空间很小。此外，该材料具有多个偶氮苯部分的末端部分在中心紧密连接的结构（图2左）。合成后立即以粉末（固体）的形式获得，但已知在热处理时，加热时会变成液晶状态。这种液晶性的形成被认为是由于分子中心的致密连接部分抑制了倾向于结晶的偶氮苯部分的均匀分子排列。另外，在低于液晶温度的室温下，人们认为，由于同样均匀的分子取向抑制作用，液晶玻璃固态比结晶态结晶性稍差，或者是不均匀的类晶体固态，并且即使在固态下也期望保留一定量的自由体积空间，即光反应性。
实际考察光反应性的结果发现，即使在固体状态下也维持良好的异构化反应性。具体地，将黄色粉末的原材料暴露于紫外光（LED光源：中心波长365nm，光强度40mW·cm）。-2)受到照射时，随着异构化反应的进行，颜色变为橙色，并逐渐液化，最终完全液化。接下来，对该液体照射可见光(LED光源：中心波长510nm、光强度20mW·cm)。-2)照射时，偶氮苯部分发生异构化，分子整体恢复到原来的棒状结构，导致凝固，同时恢复到最初的黄色。这种光液化和光固化反应可以重复任意多次。
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| 图1 偶氮苯因光引起的结构变化 |
图2 这次使用的化合物因光而发生结构变化
(当取代基数为6时) |
合成中，采用易得的糖醇作为光反应材料的基本骨架，并在此基础上添加多种光反应偶氮苯酯键使用引起12547_12620|的方法其合成非常容易，原料易得，适合大规模合成。作为糖醇，它具有多个羟基Traytor、D-甘露醇、木糖醇二聚体等被使用。作为比较，具有少量羟基的甲醇乙二醇导数也被合成了。结果，合成并比较了具有1、2、4、6和8个取代基的偶氮苯化合物，但1-和2-取代的化合物不引起光反应，并且当取代基的数量为4个或更多时发生光液化。
这种新型光反应材料预计将有多种用途，其应用的一个例子是可重复附着和分离的光反应粘合剂（图 3）。显示了光引起的实际粘合强度变化的实验研究结果（图 4）。一种简单的方法，将液化材料夹在两块玻璃板之间，并在其凝固后支撑重量。拉伸剪切强度时，其值为50 N·cm-2（膜厚约 6 µm）。之后，我们通过玻璃板照射紫外光，使其液化并测量，值为03 N·cm-2发现粘附力随光显着降低并几乎消失。接下来，对该光熔融液照射可见光，使其再次固化，测定拉伸剪切强度，结果为50N·cm-2，并且确认通过光固化恢复了粘合性能。
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| 图3 粘附和脱离 |
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| 图4简单的粘合剂性能实验 |
所开发材料的一个特点是，只需在室温下用不同波长的光照射即可控制液化和凝固的变化，这是一种非常常见的条件。我们希望继续开发适合新特性的应用领域的广泛应用，包括利用光进行粘附控制。另外，由于该合成方法适合大规模生产，我们愿意向外部提供样品并进行联合研究。同时，我们计划探索和开发更高性能的新型光反应材料。