汎用液晶の分子の多様性を拡大する合成中間体の開発~次世代の光学材料への応用に期待~

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2025-05-16 東京科学大学

東京科学大学の研究チームは、汎用液晶材料の基本骨格ビフェニルに環状構造を導入した合成中間体を開発し、長いπ電子系を持つ棒状ネマチック液晶分子の室温安定性を実現した。従来高温でしか液晶性を示さなかったπ電子系分子に対し、今回の構造導入で100℃以上の低温化を達成。光・電子機能を損なうことなく、実装可能なオプトエレクトロニクス材料としての応用が期待される。成果は英国化学会誌に掲載された。

汎用液晶の分子の多様性を拡大する合成中間体の開発~次世代の光学材料への応用に期待~
環状構造を持つビフェニル液晶と相転移温度(Cry:結晶相、N:ネマチック相、Iso:等方相)

<関連情報>

広範なπ共役系メソゲンを有するカラミチックネマチック液晶のための架橋ビフェニルの革新的分子設計 Innovative molecular design of bridged biphenyls for calamitic nematic liquid crystals with extensive π-conjugated mesogens

Yoshimichi Shimomura,Yuuto Iida,Eiji Tsurumaki and Gen-ichi Konishi
Materials Chemistry Frontier  Published:14 Feb 2025
DOI:https://doi.org/10.1039/D4QM01116C

Abstract

To develop advanced materials based on calamitic nematic liquid crystals, it is essential to design functional optoelectronic mesogens that can form nematic phases at low temperatures. This study proposes a new molecular design strategy for low-temperature nematic liquid crystals using large π-conjugated mesogens with optical/electrical functions. Bridged biphenyls were synthesized by bridging the two phenyl rings with propylene. This bridging structure reduced the molecular planarity and prevented the molecules from aligning neatly in one direction, resulting in lowering the temperature range of the nematic phases. Terphenyl and phenyltolane derivatives exhibited supercooled nematic phases at room temperature, while quarterphenyl and bis(phenylethynyl)-biphenyl derivates exhibited nematic phases below 100 °C. The proposed design is more effective for rigid mesogens compared to conventional calamitic nematic liquid crystal design.

0502有機化学製品
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