Research Abstract
ガラス表面における光照射による結晶の移動
Light-induced crawling of crystals on a glass surface
2015年6月18日 Nature Communications 6 : 7310 doi: 10.1038/ncomms8310
「動き」は、多くの生命体、ロボットや機械にとって不可欠なプロセスである。ナノスケールから巨視的な大きさに至る様々な人工物に自己推進運動を生じさせることは、困難な課題である。今回我々は、光応答性有機化合物として単純な構造のアゾベンゼンの結晶に対して、波長の異なる2つの光を同時に照射すると、ガラス表面上で連続的な指向性運動が生じることを報告する。光源の位置を変えることで、運動方向を制御でき、この結晶は垂直表面を上ることすらできた。こうした運動は、アゾベンゼンのトランス-シス異性化によって生じる結晶相と液相の間の光化学変換を介した、結晶前縁の結晶化と後縁の液化によって駆動される。今回の知見は、固体基板におけるマイクロメートル・サイズの移動体やバルブの遠隔制御につながる可能性がある。
Emi Uchida, Reiko Azumi & Yasuo Norikane
Corresponding Author
Motion is an essential process for many living organisms and for artificial robots and machines. To date, creating self-propelled motion in nano-to-macroscopic-sized objects has been a challenging issue for scientists. Herein, we report the directional and continuous motion of crystals on a glass surface when irradiated simultaneously with two different wavelengths, using simple azobenzenes as a photoresponsive organic compound. The direction of the motion can be controlled by the position of the light sources, and the crystals can even climb vertical surfaces. The motion is driven by crystallization and melting at the front and rear edges of the crystal, respectively, via photochemical conversion between the crystal and liquid phases induced by the trans–cis isomerization of azobenzenes. This finding could lead to remote-controlled micrometre-sized vehicles and valves on solid substrates.
