産総研、光を照射すると結晶が変形しながら移動する現象を発見
2015年6月24日 23:05
産業技術総合研究所の則包恭央主任研究員らは、アゾベンゼンという単純な構造を持つ有機物質の結晶が、光照射によってガラス板の上を変形しながら移動する現象を発見した。
近年、製品小型化の一環としてマイクロマシンやマイクロ工場などが提案されている。これまで、固体表面上の液滴や固体を、光を照射して移動させた例が報告されているが、特殊な表面処理を施した基板や、光照射の精密な制御、光源としてレーザーを必要とするといった条件が必要だった。
今回の研究では、単純な分子構造を持つアゾベンゼン誘導体である3,3'-ジメチルアゾベンゼン（DMAB）をガラス板上に載せ、紫外光と可視光を互いに反対方向から斜めに照射したところ、紫外光から遠ざかる方向に結晶が移動することが分かった。
この時の結晶の移動速度は、光の強さや角度によって変わり、例えば、200mW・cm-2の紫外光と50mW・cm-2の可視光を角度45度で照射した時の平均移動速度は毎分約1.8µmであった。また、ガラス板を垂直に立てた状態での光照射による結晶移動を試みたところ、結晶が壁面を上る（鉛直方向に移動する）ことも可能であることが分かった。
研究チームは今後、光で結晶が移動する現象の詳細なメカニズムの解明を目指すとしている。また、物質や物体移動の自在制御やバルブなどの応用技術の開発に向けて、より速く移動する化合物や、より弱い光でも移動する化合物についての研究を行う予定という。
なお、この内容は「Nature Communications」に掲載された。論文タイトルは、「Light-induced crawling of crystals on a glass surface」。