固体状態2 + 2光環化付加に基づく特異な膨張を達成するための光機械分子結晶の工学

光機械分子結晶は光アクチュエーターの有望な候補であり、さまざまな分野でスマート材料として実装できる可能性があります。ここでは、可視光（≥400 nm）照明の下で固体状態の2 + 2光環化付加反応を行うことができる新しい分子結晶、(E)-3-(ナフチレン-1-イル)アクリルアルデヒドマロノニトリル（(E)-NAAM）を合成しました。(E)-NAAMマイクロ結晶は対称的な双子の封じ込め空洞を含み、界面活性剤を用いた結晶シード成長法で作成されました。光にさらされると、空洞マイクロ結晶は、曲げや元の結晶の長さの最大43.1%の著しい方向性膨張を含む堅牢な光機械的運動を示し、光サリエント効果によって破片化する前にその動きを示しました。マイクロ結晶内部の封じ込め空洞は、異なる水性染料溶液を約1か月間保存し、光照射時に即座に溶液を放出することができました。独特の遅い-早い-遅い結晶伸長運動の過程が観察され、照明期間中の重要な分子再配置を示唆し、平均異方性結晶伸長率は37.0%（±3.8%）に達しました。光環化反応に伴う重要な分子構造や幾何学的変化は、光化学をほぼ100%の完成度に促進し、光機械的結晶膨張を助けます。我々の結果は、分子構造を合理的に設計し、結晶形態を工学的に促進して、より興味深い光機械的挙動を促進する可能性のある方法を提供します。