(57)【要約】【課題】低電圧で大きく変位することが可能な刺激応答性化合物を提供すること。【解決手段】本発明の刺激応答性化合物は、酸化還元反応によって分子構造が変形する複数の変形基と、複数の変形基同士を連結する複数の連結基とを有し、変形基は、回転軸として機能する結合を有し該結合の一端に位置する第１の基と前記結合の他端に位置する第２の基とを有するユニットＡと、第１の基の第１の結合部位に配置された第１のユニットＢと、第２の基の第１の結合部位に配置された第２のユニットＢと、第１のユニットＣと、第２のユニットＣとを有し、第１のユニットＣおよび第２のユニットＣは、液晶性の官能基を有するものであり、変形基において、第１のユニットＣが複数の連結基のうちの第１の連結基と結合しており、第２のユニットＣが、複数の連結基のうちの第２の連結基と結合しており、第１のユニットＢと第２のユニットＢとが、還元反応によって結合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化還元反応によって分子構造が変形する複数の変形基と、
前記複数の変形基同士を連結する下記式（６）で表される複数の連結基とを有し、
前記変形基は、回転軸として機能する結合を有し、かつ、該結合の一端に位置する第１の基と、前記結合の他端に位置する第２の基とを有するユニットＡと、
前記第１の基の第１の結合部位に配置された第１のユニットＢと、
前記第２の基の第１の結合部位に配置された第２のユニットＢと、
第１のユニットＣと、
第２のユニットＣとを有し、
前記第１のユニットＣおよび前記第２のユニットＣは、いずれも、液晶性の官能基を有するものであり、
前記変形基において、前記第１のユニットＣが前記複数の連結基のうちの第１の連結基と結合しており、前記第２のユニットＣが、前記複数の連結基のうちの第２の連結基と結合しており、
前記第１のユニットＢと前記第２のユニットＢとが、還元反応によって結合することを特徴とする刺激応答性化合物。
【化１】
2014125563.tif 000034
【請求項２】
前記ユニットＡは、下記式（１）、下記式（２）、下記式（３）からなる群から選択される１種である請求項１に記載の刺激応答性化合物。
【化２】
2014125563.tif 000035
【請求項３】
前記第１のユニットＢおよび前記第２のユニットＢは、下記式（４）で表される基である請求項１または２に記載の刺激応答性化合物。
【化３】
2014125563.tif 000036
【請求項４】
前記第１のユニットＣおよび前記第２のユニットＣは、前記液晶性の官能基に加え、ポリエチレンオキシド鎖および／またはアルキレン基を有するものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の刺激応答性化合物。
【請求項５】
前記第１のユニットＣおよび前記第２のユニットＣは、前記ユニットＡに結合する部位に芳香環を有するものである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の刺激応答性化合物。
【請求項６】
前記液晶性の官能基は、複数の環構造を有し、
前記複数の環構造のうちの１つの環構造にハロゲン原子が１つ以上結合しているものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の刺激応答性化合物。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の刺激応答性化合物を含むことを特徴とする変形材料。
【請求項８】
高分子材料と、電子導電性物質とを含む請求項７に記載の変形材料。
【請求項９】
前記電子導電性物質は、炭素材料を含むものである請求項７または８に記載の変形材料。
【請求項１０】
前記電子導電性物質は、粒子である請求項５ないし９のいずれか１項に記載の変形材料。
【請求項１１】
前記電子導電性物質の平均粒径は、１ｎｍ以上１０μｍ以下である請求項１０に記載の変形材料。
【請求項１２】
請求項７に記載の変形材料を用いて製造されたことを特徴とするアクチュエーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刺激応答性化合物、変形材料およびアクチュエーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野やマイクロマシン分野等において、小型のアクチュエーターの必要性が高まっている。
このような小型のアクチュエーターは、小型であるとともに、低電圧で駆動することが求められている。このような低電圧化を実現するために種々の試みが行われている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来のアクチュエーターでは、駆動電圧を十分に低くすることができておらず、変形をさせるのに高い電圧が必要であった。また、従来のアクチュエーターでは、変形量（変位量）を十分に大きなものとすることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２４０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、低電圧で大きく変位することが可能な刺激応答性化合物、変形材料、および、それを用いたアクチュエーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の刺激応答性化合物は、酸化還元反応によって分子構造が変形する複数の変形基と、
前記複数の変形基同士を連結する下記式（６）で表される複数の連結基とを有し、
前記変形基は、回転軸として機能する結合を有し、かつ、該結合の一端に位置する第１の基と、前記結合の他端に位置する第２の基とを有するユニットＡと、
前記第１の基の第１の結合部位に配置された第１のユニットＢと、
前記第２の基の第１の結合部位に配置された第２のユニットＢと、
第１のユニットＣと、
第２のユニットＣとを有し、
前記第１のユニットＣおよび前記第２のユニットＣは、いずれも、液晶性の官能基を有するものであり、
前記変形基において、前記第１のユニットＣが前記複数の連結基のうちの第１の連結基と結合しており、前記第２のユニットＣが、前記複数の連結基のうちの第２の連結基と結合しており、
前記第１のユニットＢと前記第２のユニットＢとが、還元反応によって結合することを特徴とする。
【化１】
2014125563.tif 000002
これにより、低電圧で大きく変形（変位）することが可能な刺激応答性化合物を提供することができる。また、刺激応答性化合物の常温における柔軟性を特に優れたものとすることができる。また、シロキサン結合を備えた連結基を有することにより、ガラス転移点を比較的低くすることができ、低温での応答性を優れたものとすることができる。また、酸化還元反応による刺激応答性化合物の立体構造の変化には、可逆性があり、収縮した状態から伸長（膨張）した状態への変位、伸長（膨張）した状態から収縮した状態への変位を、繰り返すことができ、再現性にも優れている。
【０００６】
本発明の刺激応答性化合物では、前記ユニットＡは、下記式（１）、下記式（２）、下記式（３）からなる群から選択される１種であることが好ましい。
【化２】
2014125563.tif 000003
これにより、刺激応答性化合物は、より円滑な変形（変位）が可能となり、より低電圧で駆動するものとなる。
【０００７】
本発明の刺激応答性化合物では、前記第１のユニットＢおよび前記第２のユニットＢは、下記式（４）で表される基であることが好ましい。
【化３】
2014125563.tif 000004
これにより、反応条件を調整することで、ユニットＢ同士の結合状態（還元反応）と非結合状態（酸化反応）とを可逆的にかつより容易に進行させることができる。また、反応性が高いため、刺激応答性化合物は、より円滑で、かつ低電圧で変形が可能となる。
【０００８】
本発明の刺激応答性化合物では、前記第１のユニットＣおよび前記第２のユニットＣは、前記液晶性の官能基に加え、ポリエチレンオキシド鎖および／またはアルキレン基を有するものであることが好ましい。
これにより、さらに低い電圧で好適に変形することができるとともに、刺激応答性化合物（これを用いた変形材料）の柔軟性をより高いものとすることができる。
【０００９】
本発明の刺激応答性化合物では、前記第１のユニットＣおよび前記第２のユニットＣは、前記ユニットＡに結合する部位に芳香環を有するものであることが好ましい。
これにより、刺激応答性化合物の化学的安定性を特に優れたものとすることができ、より長期間にわたって安定的に、低電圧で大きく変形（変位）すること等ができる。
本発明の刺激応答性化合物では、前記液晶性の官能基は、複数の環構造を有し、
前記複数の環構造のうちの１つの環構造にハロゲン原子が１つ以上結合しているものであることが好ましい。
これにより、液晶性の官能基の配向時における運動性能をより高いものとすることができ、配向への移行の速度がより早くなる。その結果、刺激応答性化合物は、より速くかつより円滑に変形（変位）が可能となり、さらに低電圧で駆動するものとなる。
【００１０】
本発明の変形材料は、本発明の刺激応答性化合物を含むことを特徴とする。
これにより、低電圧で大きく変形（変位）することが可能な変形材料を提供することができる。また、変形材料の常温における柔軟性、成型性を特に優れたものとすることができる。また、低温での応答性を優れたものとすることができる。また、収縮した状態から伸長（膨張）した状態への変位、伸長（膨張）した状態から収縮した状態への変位を、繰り返すことができ、再現性にも優れている。また、電圧の印加を止めることで、変形材料の形状を保持することができる。よって、このような変形材料は、優れたアクチュエーターの製造に好適に用いることができる。
【００１１】
本発明の変形材料では、高分子材料と、電子導電性物質とを含むことが好ましい。
これにより、変位（変形）の度合いをさらに大きいものとすることができる。また、より低電力で変形（変位）させることができる。
本発明の変形材料では、前記電子導電性物質は、炭素材料を含むものであることが好ましい。
これにより、変形材料全体により高い電子導電性を付与することができる。
【００１２】
本発明の変形材料では、前記電子導電性物質は、粒子であることが好ましい。
これにより、変形材料全体により均一に電子導電性物質を分散させることができ、比較的低い電圧で変形材料全体をより均一にかつより大きく変位させることができる。
本発明の変形材料では、前記電子導電性物質の平均粒径は、１ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
これにより、変形材料全体に、より確実に電子を供給することができる。また、刺激応答性化合物への電子供給効率を特に優れたものとすることができ、より大きな変位力、変位量を得ることができる。また、変形材料中における電子導電性材料の含有率を比較的低いものとした場合であっても、十分な変位力、変位量を得ることができる。
本発明のアクチュエーターは、本発明の変形材料を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、低電圧で大きく変位（変形）することができ、かつ、低温での応答性に優れたアクチュエーターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る刺激応答性化合物の酸化還元反応前後の分子構造を説明するための図である。
【図２】第２実施形態に係る刺激応答性化合物の酸化還元反応前後の分子構造を説明するための図である。
【図３】変形材料を用いたアクチュエーターの一例を示す模式図である。
【図４】変形材料を用いたアクチュエーターの評価方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
《刺激応答性化合物の第１実施形態》
まず、本発明の刺激応答性化合物の第１実施形態について詳細に説明する。
図１は、第１実施形態に係る刺激応答性化合物の酸化還元反応前後の分子構造を説明するための図である。図１中、○および□は官能基（原子団）を意味し、線は結合を意味する。
【００１５】
本発明の刺激応答性化合物は、刺激によって、分子の立体構造を変形（変位）させる機能、言い換えると、分子鎖が伸縮する機能を有する化合物である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の刺激応答性化合物は、酸化還元反応によって分子構造が変形する複数の変形基と、これら複数の変形基同士を連結する複数の連結基（下記式（６）で表される基）とを有している。
【００１６】
【化４】
2014125563.tif 000005
【００１７】
変形基は、図１（ａ）に示すように、回転軸として機能する結合を有し、当該結合の一端に位置する第１の基（図中、Ａ１）と、結合の他端に位置する第２の基（図中、Ａ２）とを有するユニットＡと、第１の基の第１の結合部位に配置された第１のユニットＢ（図中、Ｂ１）と、第２の基の第１の結合部位に配置された第２のユニットＢ（図中、Ｂ２）と、第１の基の第２の結合部位に配置された第１のユニットＣ（図中、Ｃ１）と、第２の基の第２の結合部位に配置された第２のユニットＣ（図中、Ｃ２）とを備えている。
【００１８】
ユニットＡは、回転軸として機能する結合を有しており、当該結合の両端にそれぞれ第１の基および第２の基が結合している。そして、当該結合を軸に回転可能となっている。このようなユニットを有することにより、刺激応答性化合物は、変形（変位）可能となっている。
ユニットＡとしては、例えば、２つの芳香環が結合した基を用いることができるが、中でも、下記式（１）、下記式（２）、下記式（３）からなる群から選択される１種の基であるのが好ましい。このような基をユニットＡとして用いることにより、刺激応答性化合物は、より円滑な変形（変位）が可能となり、より低電圧で駆動するものとなる。
【００１９】
【化５】
2014125563.tif 000006
【００２０】
第１のユニットＢは、図１（ａ）に示すように、ユニットＡの第１の基の第１の結合部位に結合している。また、第２のユニットＢは、図１（ａ）に示すように、ユニットＡの第２の基の第１の結合部位に結合している。
また、第１のユニットＢおよび第２のユニットＢは、ユニットＢ同士で酸化還元反応によって結合を形成する基である（図１（ｂ）参照）。言い換えると、外部から電子の受け取る（還元される）ことによって結合を形成する基である。また、外部に電子を放出する（酸化される）ことで結合を解除する基である。
【００２１】
ユニットＢ（第１のユニットＢと第２のユニットＢ）としては、ユニットＢ同士（第１のユニットＢと第２のユニットＢ）で還元反応によって結合を形成する基であれば、特に限定されないが、ユニットＢ（第１のユニットＢと第２のユニットＢ）は、下記式（４）で表される基であるのが好ましい。これにより、反応条件を調整することで、ユニットＢ同士の結合状態（還元反応）と非結合状態（酸化反応）とを可逆的にかつより容易に進行させることができる。また、反応性が高いため、刺激応答性化合物は、より円滑で、かつ低電圧で変形が可能となる。
【００２２】
【化６】
2014125563.tif 000007
【００２３】
ユニットＣ（第１のユニットＣと第２のユニットＣ）は、変形基を、連結基に繋ぐ機能を備えたユニットである。
また、ユニットＣ（第１のユニットＣと第２のユニットＣ）は、液晶性の官能基（原子団）を有するものである。これにより、刺激応答性化合物（変形材料）は、駆動の異方性を効果的に発揮することができ、所定方向についての伸縮率を大きいものとすることができる。
【００２４】
液晶性の官能基としては、液晶性を示す基であれば特に限定されず、複数の環構造を有する基、例えば、複数のフェニル基をエステル基で連結したもの、ベンゼン環若しくはシクロヘキサン環が直接連結したものが挙げられる。
液晶性の官能基としては、特に、複数の環構造のうちの１つの環構造にハロゲン原子が１つ以上結合した基を用いるのが好ましい。これにより、液晶性の官能基の配向時における運動性能をより高いものとすることができ、配向への移行の速度がより早くなる。その結果、刺激応答性化合物（変形材料）は、より速くかつより円滑に変形（変位）が可能となり、さらに低電圧で駆動するものとなる。
【００２５】
液晶性の官能基の具体例としては、下記式（５）に示すようなものが挙げることができる。
【００２６】
【化７】
2014125563.tif 000008
【００２７】
本実施形態では、図１に示すように、第１のユニットＣは、ユニットＡの第１の基の第２の結合部位（第１の結合部位とは異なる部位）に結合している。また、第２のユニットＣは、ユニットＡの第２の基の第２の結合部位（第１の結合部位とは異なる部位）に結合している。このような構成とすることで、さらに低い電圧で好適に変形することができる。
【００２８】
また、第１のユニットＣおよび第２のユニットＣは、図１に示すように、それぞれ異なる連結基と結合している。
第１のユニットＣおよび第２のユニットＣは、前述した液晶性の官能基に加え、ポリエチレンオキシド鎖および／またはアルキレン基を有するものであるのが好ましい。これにより、さらに低い電圧で好適に変形することができるとともに、刺激応答性化合物（これを用いた変形材料）の柔軟性をより高いものとすることができる。
【００２９】
第１のユニットＣ、第２のユニットＣが、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−で表されるポリエチレンオキシド鎖を有するものである場合、前記ｎは、４以上１０以下であるのが好ましく、５以上８以下であるのがより好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
第１のユニットＣ、第２のユニットＣが、アルキレン基を有するものである場合、当該アルキレン基の炭素数は、４以上１０以下であるのが好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
【００３０】
第１のユニットＣおよび第２のユニットＣは、前記第２の結合部位に結合する部位に芳香環を有するものであるのが好ましい。これにより、刺激応答性化合物の化学的安定性を特に優れたものとすることができ、より長期間にわたって安定的に、低電圧で大きく変形（変位）すること等ができる。また、刺激応答性化合物の合成時においては、対応する構造の形成を行う反応の反応性を特に優れたものとすることができ、反応速度、収率を特に優れたものとすることができる。
【００３１】
前記芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、ピリジン環、ピロール環、オキサゾール環、インドール環、イミダゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、イソチアゾール環、イソキザゾール環、プリン環、フラン環、チオフェン環、キノリン環、イソキノリン環等が挙げられるが、中でも、ベンゼン環が好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
上記のような各条件を満足するユニットＣの構造としては、例えば、下記式（７）で表されるようなものが挙げられる。
【００３２】
【化８】
2014125563.tif 000009
（式（７）中、ｌ、ｍは、それぞれ独立に、１以上の整数を表し、Ｘ１〜Ｘ１２は、それぞれ独立に、水素原子またはハロゲン原子を表す。）
【００３３】
本発明の刺激応答性化合物では、上述したような変形基の複数が上記式（６）で表される連結基で結合（連結）している。上記式（６）で表される連結基で連結することにより、刺激応答性化合物のガラス転移温度を比較的低いものとすることができる。その結果、刺激応答性化合物の常温における柔軟性、成型性を特に優れたものとすることができる。また、低温での応答性を優れたものとすることができる。
【００３４】
１つの変形基において、第１のユニットＣが複数の連結基のうちの第１の連結基と結合しており、第２のユニットＣが、複数の連結基のうちの第２の連結基と結合している。すなわち、１つの変形基において、第１のユニットＣおよび第２のユニットＣは、異なる連結基と結合している。
このような刺激応答性化合物の重量平均分子量は、１０００以上１０００００以下であるのが好ましい。これにより、低い電圧で好適に変形することができるとともに、刺激応答性化合物（これを用いた変形材料）の柔軟性をより高いものとすることができる。
【００３５】
以上説明したように、本発明の刺激応答性化合物は、酸化還元反応によって分子構造が変形する複数の上記変形基（特に、液晶性の官能基を有するユニットＣを備えた変形基）と、上記式（６）で表される複数の連結基とを有している点に特徴を有している。これにより、低電力で変形（変位）させることができる。また、変形基が連結基により連結されていることで、変形（変位）の度合いを大きくすることができる。また、刺激応答性化合物の常温における柔軟性、成型性を特に優れたものとすることができる。また、シロキサン結合を備えた連結基を有することにより、ガラス転移点を比較的低くすることができ、低温での応答性を優れたものとすることができる。また、酸化還元反応による刺激応答性化合物の立体構造の変化には、可逆性があり、収縮した状態から伸長（膨張）した状態への変位、伸長（膨張）した状態から収縮した状態への変位を、繰り返すことができ、再現性にも優れている。このような優れた効果が得られるのは、刺激応答性化合物が、前記のような所定の化学構造を有することにより得られるものであって、前記のような条件を満足しない場合（例えば、変形基が、ユニットＡ、第１のユニットＢ、第２のユニットＢ、第１のユニットＣ、第２のユニットＣのうち少なくとも１つを有さないものである場合やこれらの各ユニットが上述したような位置関係を満足しないものである場合、第１のユニットＣおよび／または第２のユニットＣが、液晶性の官能基を有さないものである場合、連結基が式（６）で表される構造を有さないものである場合、液晶性の官能基がユニットＣの代わりに刺激応答性化合物の他の部位（ユニットＣ以外の部位）に設けられたものである場合等）には、上記のような優れた効果は得られない。
【００３６】
《刺激応答性化合物の第２実施形態》
次に、本発明の刺激応答性化合物の第２実施形態について詳細に説明する。
図２は、第２実施形態に係る刺激応答性化合物の酸化還元反応前後の分子構造を説明するための図である。図２中、○および□は官能基（原子団）を意味し、線は結合を意味する。
【００３７】
以下、第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一の符号を付してある。
図２（ａ）に示すように、本実施形態の刺激応答性化合物は、酸化還元反応によって分子構造が変形する複数の変形基と、これら複数の変形基同士を連結する複数の連結基（上記式（６）で表される基）とを有している。
連結基については、前述した実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００３８】
変形基は、前述した第１実施形態と同様に、回転軸として機能する結合を有し、当該結合の一端に位置する第１の基（図中、Ａ１）と、結合の他端に位置する第２の基（図中、Ａ２）とを有するユニットＡと、第１の基の第１の結合部位に配置された第１のユニットＢ（図中、Ｂ１）と、第２の基の第１の結合部位に配置された第２のユニットＢ（図中、Ｂ２）と、第１のユニットＣ（図中、Ｃ１）と、第２のユニットＣ（図中、Ｃ２）とを備えている。
本実施形態において、図２に示すように、第１のユニットＣが、第１のユニットＢに結合しており、第２のユニットＣが、第２のユニットＢに結合している。この点において、前述した第１実施形態と異なっている。このような構成とすることで、低い電圧での変形性を維持しつつ、変位量をより大きいものとすることができる。
【００３９】
《変形材料》
次に、上述した本発明の刺激応答性化合物を用いた変形材料の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の変形材料は、上述したような刺激応答性化合物を含んでなるものである。これにより、変形材料は、低電力で変形（変位）させることができるとともに、変位（変形）の度合いが大きいものとなる。また、常温における柔軟性、成型性に特に優れたものとなる。また、低温での応答性にも優れたものとなる。また、収縮した状態から伸長（膨張）した状態への変位、伸長（膨張）した状態から収縮した状態への変位を、繰り返すことができ、再現性にも優れている。また、電圧の印加を止めることで、変形材料の形状を保持することができる。よって、このような変形材料は、優れたアクチュエーターの製造に好適に用いることができる。
【００４０】
本発明の変形材料は、本発明の刺激応答性化合物を含むものであればよいが、さらに、刺激応答性化合物以外の成分を含むものであってもよい。
例えば、本発明の変形材料は、本発明の刺激応答性化合物に加え、高分子材料と、電子導電性物質とを含むものであるのが好ましい。これにより、変位（変形）の度合いをさらに大きいものとすることができる。また、より低電力で変形（変位）させることができる。
【００４１】
以下、本発明の変形材料の構成成分のうち、刺激応答性化合物以外の成分について詳細に説明する。
＜高分子材料＞
変形材料は、高分子材料を含んでいてもよい。高分子材料を含むことにより、変位（変形）の度合いをさらに大きいものとすることができる。
高分子材料としては、いかなるものを用いてもよいが、以下に述べるようなゲル化剤、液晶ポリマー等を好適に用いることができる。
【００４２】
（ゲル化剤）
高分子材料としてのゲル化剤は、変形材料全体をゲル化することができる材料である。このようなゲル化剤を含むことにより、ゲル化剤の種類や配合量等の選択によって、変形材料全体をより好適に最適な硬さに調整することができる。
特に、刺激応答性化合物がゲル化しにくいものである場合でも、ゲル化剤を含むことにより、変形材料全体をより好適に最適な硬さに調整することができる。また、刺激応答性化合物がそれ自体でゲル状をなさない場合に限らず、刺激応答性化合物がそれ自体でゲル状をなす場合であっても、同様にゲル化剤を用いることができる。
【００４３】
変形材料を構成するゲル化剤としては、例えば、各種樹脂材料、寒天、ゼラチン、アルギン酸塩、ジェランガム等の材料が挙げられるが、変形材料は、ゲル化剤として、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、（メタ）アクリル酸メチル、および、有機電解質オリゴマーよりなる群から選択される１種または２種以上を含むものであるのが好ましい。これにより、ゲル化剤の種類や配合量等の選択によって、変形材料全体をより好適に最適な硬さに調整することができる。また、変形材料を、より柔軟に変形し、円滑に作動をするものとすることができる。
【００４４】
特に、変形材料が、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体を含むものである場合変形材料をより柔軟なものとすることができる。また、水分濃度の変動の影響を受けにくくすることができる。その結果、変形材料の不本意な吸湿等をより効果的に防止することができる。
フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は１０，０００以上１，０００，０００以下であるのが好ましく、１００，０００以上５００，０００以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
なお、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体の化学構造は、下記式（１０）で表すことができる。
【００４５】
【化９】
2014125563.tif 000010
【００４６】
式（１０）中、ａは、０＜ａ＜１の条件を満たすものであればよいが、０．６０以上０．９８以下であるのが好ましく、０．７５以上０．９５以下であるのがより好ましい。これにより、変形材料をより変形に適した柔軟性を有するものとすることができる。
また、変形材料が、ポリ（メタ）アクリル酸メチルを含むものである場合、変形材料が変形する際に割れ等が生じることをより確実に防止することができる。
【００４７】
ポリ（メタ）アクリル酸メチルの重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０，０００以上１００，０００以下であるのが好ましく、１０，０００以上５０，０００以下であるのがより好ましい。前述したような効果がより顕著に発揮される。
なお、ポリ（メタ）アクリル酸メチルの化学構造は、例えば、下記式（１１）で表すことができる。
【００４８】
【化１０】
2014125563.tif 000011
【００４９】
また、変形材料が、有機電解質オリゴマーを含むものである場合、当該有機電解質オリゴマーが後に述べる電解質の機能も兼ねることができる。
なお、有機電解質オリゴマーとしては、例えば、下記式（１２）で表されるものを用いることができる。
【００５０】
【化１１】
2014125563.tif 000012
（式（１２）中、Ｘは、ハロゲン、（ＣＦ３ＳＯ２）Ｎ、ＰＦ６、ＢＦ４、ＳＣＮ、または、ＣＦ３ＳＯ３、ｎは、３以上３０以下の数である。）
【００５１】
変形材料中におけるゲル化剤の含有率は、５質量％以上５０質量％以下であるのが好ましい。これにより、刺激応答性化合物等の機能を十分に発揮させつつ、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。
【００５２】
（液晶ポリマー）
また、変形材料は、液晶ポリマーを含むものであってもよい。
液晶ポリマーは、前述したような刺激応答性化合物の立体構造による、分子の変形に有利なように、補助する機能を有するものが好ましい。すなわち、本発明の変形材料を構成する刺激応答性化合物（本発明の刺激応答性化合物）は、液晶性の官能基を備えるものであるため、液晶ポリマーを含むことにより、刺激応答性化合物の酸化還元反応による、液晶性の官能基（ユニットＣ）の配向の変化に伴い、液晶ポリマーの配向も、前述したような刺激応答性化合物の立体構造による、分子の変形に有利なように変化する。このため、変形材料全体としての変形を、その度合いがより大きく、かつ、応答速度がより速いものとすることができる。すなわち、変形材料は、特に優れた高速応答性を有し、異方的な伸縮の程度がより大きいものとなる。
【００５３】
液晶ポリマーは、液晶性を有する官能基を備えたモノマーを重合させることにより得ることができる。
液晶性を有する官能基としては、複数の環構造を有する基、例えば、複数の芳香環（例えば、フェニル基）をエステル基で連結したもの、芳香環（例えば、ベンゼン環）若しくはシクロヘキサン環が直接連結したものが挙げられる。
【００５４】
モノマーとしては、例えば、液晶性を有する官能基とアクリル基とを備えたモノマー、液晶性を有する官能基と（メタ）アクリル基とを備えたモノマー等を挙げることができる。
このようなモノマーとしては、例えば、下記式（１３）または（１４）で表される化合物を挙げることができる。
【００５５】
【化１２】
2014125563.tif 000013
（式（１３）、（１４）中、ｎは６以上の整数、Ｒは炭素数が１以上のアルキル基を示す。）
【００５６】
このようなモノマーを用いることにより、変形材料は、より速くかつより円滑に変形（変位）が可能となり、さらに低電圧で駆動するものとなる。
変形材料が液晶ポリマーを含むものである場合、当該液晶ポリマーは、架橋剤により架橋されたものであるのが好ましい。これにより、変形材料をより好適に最適な硬さに調整することができる。すなわち、架橋構造を備えた液晶ポリマーを含むことにより、その分子内に刺激応答性化合物を取り込み、変形材料を最適な硬さに調整できる。その結果、変形材料全体としての形状の安定性、取り扱い性が特に優れたものとなる。また、これにより、変形材料は、異方的な伸縮をより好適に行うことができる。また、架橋構造を有することにより、変形材料はより好適な弾性を有するものとなる。
架橋剤としては、上記モノマーで形成されるポリマーを架橋し得るものであれば、特に限定されず、いかなるものを用いてもよいが、下記式（１５）で示す架橋剤を用いることにより、液晶ポリマーの分子中に刺激応答性化合物をより容易に取り込むことができ、より確実に変形材料をゲル化することができる。
【００５７】
【化１３】
2014125563.tif 000014
（式（１５）中、ｍは４以上の整数を示す。）
【００５８】
架橋剤としては、具体的には、例えば、ビスアクリロイルオキシヘキサン、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート等を挙げることができる。
液晶ポリマーは、液晶性官能基を有するモノマー１００ｍｏｌに対して、架橋剤を１ｍｏｌ以上１０ｍｏｌ以下添加して架橋したものであるのが好ましい。これにより、刺激応答性化合物の伸縮にともなう変形材料全体の変位を効率よく増幅することができる。
【００５９】
また、前記液晶ポリマーは、その分子内に、刺激応答性化合物が有する液晶性の官能基と同じ官能基を有しているものであるのが好ましい。これにより、変形材料の応答速度をより効果的に向上させることができる。また、刺激応答性化合物の伸縮にともなう変形材料全体の変位をさらに好適に増幅することができ、変形材料全体としての変位量をさらに大きいものとすることができる。また、変形材料は、より低い電圧での変形が可能となる。
【００６０】
液晶ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０，０００以上１００，０００以下であるのが好ましく、１０，０００以上５０，０００以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
上述したような液晶ポリマーを用いることにより、変形材料の応答速度を効果的に向上させることができる。また、刺激応答性化合物の伸縮にともなう変形材料全体の変位をより好適に増幅することができ、変形材料全体としての変位量を特に大きいものとすることができる。
【００６１】
また、変形材料が、ゲル化剤とともに、液晶ポリマーを含むものである場合、前述したような効果が得られるとともに、これらが相乗的に作用し合い、変形材料の強度をさらに優れたものとすることができるとともに、変位量をより大きいものとすることができる。
変形材料中における液晶ポリマーの含有率は、３質量％以上５０質量％以下であるのが好ましい。これにより、上述したような刺激応答性化合物等の機能を十分に発揮させつつ、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００６２】
＜電子導電性物質＞
変形材料は、上述したような刺激応答性化合物、高分子材料に加えて、変形材料中において電子を効率よく輸送する機能を有する電子導電性物質を含むのが好ましい。これにより、さらに低電力で変形（変位）させることができる。
電子導電性物質の形状は、例えば、粒子状、平板状、繊維状（例えば、チューブ状）等の様々な形状をなすものであるのが挙げられるが、特に、粒子状をなすものであることが好ましい。なお、粒子の形状は、球体、非球体（例えば、鱗片状、紡錘状、回転楕円体）のいずれのものでもよい。これにより、変形材料全体により均一に電子導電性物質を分散させることができ、比較的低い電圧で変形材料全体をより均一にかつより大きく変位させることができる。
【００６３】
電子導電性物質が粒子状の場合、その平均粒径は、１ｎｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましく、２ｎｍ以上９０ｎｍ以下であるのがより好ましい。これにより、変形材料全体に、より確実に電子を供給することができる。また、刺激応答性化合物への電子供給効率を特に優れたものとすることができ、より大きな変位力、変位量を得ることができる。また、変形材料中における電子導電性材料の含有率を比較的低いものとした場合であっても、十分な変位力、変位量を得ることができる。これに対して、平均粒径が前記下限値未満であると、電子導電性材料が凝集してしまい、凝集を防止するための処理が加えて必要となる。一方、平均粒径が前記上限値を超えると、電子導電性材料の含有率を高める必要が生じ、上述したような効果のさらなる向上がみられない。
【００６４】
なお、本明細書では、「平均粒径」とは、体積基準の平均粒径（体積平均粒径（Ｄ５０））のことを指すものとする。測定装置としては、例えば、レーザー回折・散乱式粒度分析計  マイクロトラックＭＴ−３０００（日機装社製）等が挙げられる。なお、後述の実施例における体積平均粒径（Ｄ５０）は、前記のマイクロトラックＭＴ−３０００で測定した値である。
【００６５】
電子導電性物質としては、例えば、金属材料、炭素材料、それらの化合物、または有機材料などが挙げられる。具体例としては、例えば、グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノ粒子、アセチレンブラック、活性炭等の各種炭素材料；ポリアニリン、ポリチオール、ポリピロール、Ｓｉ系やＧａ系等の半導体材料、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸）等の導電性高分子；透明導電性酸化物材料（例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等）；各種金属ナノワイヤー等が挙げられる。その中でも特に、炭素材料が好ましく、カーボンナノ粒子がより好ましい。これにより、変形材料全体により高い電子導電性を付与することができる。
【００６６】
また、炭素材料等の粒子の形態は特に限定されず、緻密質、多孔質、中空等いずれの形態であってもよい。また、例えば、電子導電性物質として、カーボンナノ粒子を用いる場合、中空シェル状構造を持つカーボンナノ粒子を用いるのが好ましい。電子は粒子の表面のみを輸送されるため、中空シェル状構造を持つカーボンナノ粒子を用いることにより、電子の輸送機能がさらに向上する。また、比較的低い電圧で変形材料全体を大きく変位させることができる。
【００６７】
電子導電性物質として中空シェル状構造のカーボンナノ粒子を用いる場合、当該カーボンナノ粒子の空隙率（空孔率）は、９０体積％以下であることが好ましく、３０体積％以上９０体積％以下であるのがより好ましく、６０体積％以上８０体積％以下であるのがさらに好ましい。これにより、カーボンナノ粒子（電子導電性物質）の形状の安定性を十分に保持しつつ、上記のような効果をより顕著に発揮させることができる。その結果、長期間にわたって安定的に上記のような効果を発揮させることができるとともに、変形材料のロット間での特性の均一性、変形材料をアクチュエーター等に適用した場合の個体間での特性の均一性を特に優れたものとすることができる。
【００６８】
電子導電性物質は、変形材料中において、他の成分に溶解するものであってもよいが、変形材料中に不溶成分として存在しているものであるのが好ましく、特に、固体状で存在しているものが好ましい。
上述したような電子導電性材料を含むことにより、変形材料全体を、さらに低い電圧で大きく変位させることができる。また、変形材料全体を効率よく変形させることができる。その結果、例えば、変形材料をアクチュエーターに適用した場合に、より低電圧で、十分に大きな変位力、変位量を得ることができる。また、本発明の変形材料を用いてアクチュエーターを製造する場合に、変形材料の広い面積において電極を接触させなくても、変形材料を十分に大きく変位させることができる。その結果、アクチュエーターにおいて、柔軟な作動をすることができる。
【００６９】
また、変形材料中における電子導電性物質の含有率は、１０質量％以上９０質量％以下であるのが好ましく、３０質量％以上７０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、変形材料中における電子の輸送を好適に行うことができる。これに対して、電子導電性物質の含有率が前記下限値未満であると、変形材料中における電子の移動を補助する機能が減少する。一方、電子導電性物質の含有率が前記上限値を超えると、上述したような効果のさらなる向上がみられない。
【００７０】
また、変形材料中の電子導電性物質の分散状態は、均一なものがよいが、変形材料中での電子導電性材料の濃度が、連続的、断続的（間欠的）に、変化するような部分があってもよい。変形材料中の電子導電性物質の分散状態が均一な場合、比較的低い電圧で変形材料全体を均一に大きく変位させることができる。特に、変形材料の厚みが比較的大きい場合であっても、効率よく変形させることができる。
【００７１】
＜電解質＞
本発明の変形材料は、電解質を含むものであってもよい。これにより、アクチュエーターにおいて、電源による通電がより安定的なものとなる。また、刺激応答性化合物への電荷の受け渡しをより速やかに進行させることができ、変形材料の高速応答性を特に優れたものとすることができる。また、変形材料全体（特に、アクチュエーターにおける変形材料の厚さ方向全体）にわたって、変形材料を構成する刺激応答性化合物を効率よく伸縮させることができる。その結果、変形材料全体としての伸縮率を特に大きいものとすることができる。
【００７２】
電解質としては、各種酸、塩基、塩を用いることができるが、塩を用いるのが好ましい。これにより、変形材料の耐久性を特に優れたものとすることができる。電解質の塩としては、例えば、過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、六フッ化リン酸リチウム等の無機塩；テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＢＡＰＦ６）、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＢＡＢＦ４）、過塩素酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＰ）、１−ブチル−１−メチルピロリジニウム  ビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド（ＢＭＰＴＦＳＩ）、メチル−トリオクチルアンモニウム  ビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド（ＭＴＯＡＴＦＳＩ）、トリエチルスルフォニウム  ビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド（ＴＥＳＴＦＳＩ）、１−エチルー３−メチルイミダゾリウム  トリフルオロメタンスルフォネート（ＥＭＩＣＦ３ＳＯ３）等の有機塩等を用いることができる。ＢＭＰＴＦＳＩ、ＭＴＯＡＴＦＳＩ、ＴＥＳＴＦＳＩ、および、ＥＭＩＣＦ３ＳＯ３の構造式は、それぞれ、下記式（１６）、下記式（１７）、下記式（１８）、および、下記式（１９）で表される。
【００７３】
【化１４】
2014125563.tif 000015
【００７４】
【化１５】
2014125563.tif 000016
【００７５】
【化１６】
2014125563.tif 000017
【００７６】
【化１７】
2014125563.tif 000018
【００７７】
変形材料は、中でも、電解質として、過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、六フッ化リン酸リチウム、および、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＢＡＰＦ６）、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＢＡＢＦ４）、過塩素酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＰ）よりなる群から選択される１種または２種以上を含むものであるのが好ましい。これにより、刺激応答性化合物（変形材料）の応答速度をさらに効果的に向上させることができるとともに、刺激応答性化合物の伸縮にともなう変形材料全体の変位をさらに増幅することができる。
変形材料中における電解質の含有率は、３質量％以上８０質量％以下であるのが好ましく、５質量％以上３０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００７８】
＜溶媒＞
また、変形材料は、溶媒を含むものであってもよい。溶媒が上記刺激応答性化合物等に取り込まれると、変形材料が好適にゲル化するため、容易に固形化することができるとともに、変形材料の取り扱い性を向上させることができる。
溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、トルエン、ベンゼン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、アセトン、プロピレンカーボネート、メチルペンタノン、エチルペンタノン、アセトニトリル等の有機溶媒を挙げることができる。
【００７９】
変形材料中における溶媒の含有率は、２０質量％以上８０質量％以下であるのが好ましく、３０質量％以上６０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、変形材料の取り扱い性をより高いものとすることができる。
また、変形材料は、上述した以外の成分を含むものであってもよい。
変形材料の導電率は、０．１Ｓ／ｃｍ以上であるのが好ましく、１Ｓ／ｃｍ以上であるのがより好ましい。これにより、後に詳述するようなアクチュエーターに好適に適用することができ、また、アクチュエーターの小型化を図ることができる。
【００８０】
上記のように、本実施形態の変形材料は、酸化還元反応により分子構造が変わる刺激応答性化合物と、高分子材料と、電子導電性物質とを含むものである。これにより、比較的低い電圧で変形材料全体を大きく変位させることができる。特に、変形材料の厚みが比較的大きい場合であっても、変形材料全体を効率よく変形させることができる。その結果、例えば、変形材料をアクチュエーターに適用した場合に、低電圧で、十分に大きな変位力、変位量を得ることができる。また、変形材料の応答速度を優れたものとすることができる。また、変形材料の軽量化、変形材料を適用したアクチュエーターの軽量化を図ることができる。また、変形材料全体として固体状・ゲル状をなすものとすることができるため、変形材料の取り扱い性（取り扱いのし易さ）に優れるとともに、変形材料の適用範囲を広げることができる。また、変形材料全体としてゲル状をなすものとすることができるため、柔軟な作動をするアクチュエーターの製造に好適に用いることができる。
【００８１】
《アクチュエーター》
次に、上述した変形材料を用いたアクチュエーターについて詳細に説明する。
図３は、上述した変形材料を用いたアクチュエーターの一例を示す模式図である。
本発明のアクチュエーターは、上述した変形材料を用いて製造されたものである。これにより、低電圧で大きく変位することができ、かつ、低温での応答性に優れたアクチュエーターを提供することができる。
【００８２】
特に、本実施形態のアクチュエーター１００は、図３に示すように、電源１０の入切を行うスイッチ１４と、変形材料を用いて形成され、電源１０に接続される変形材料層１１と、電源１０に接続される対向電極１２と、変形材料層１１と対向電極１２との間に介在する電解質層１３とを備えている。
変形材料層１１は、上述した変形材料で構成された部位であり、酸化還元反応により伸縮変形することが可能な層である。本実施形態では、変形材料層１１は、円柱形状をなしている。また、図示の構成において、変形材料層１１は、電源１０の正極に接続されている。
【００８３】
電解質層１３は、電解質を含む材料で構成されており、図３に示すように、円柱状の変形材料層１１の外周面を覆うように設けられている。この電解質層１３は、電極間に電位差を生じさせるために設けられる層であるとともに、変形材料層１１内に電位差が生じるのを防止する層である。このため、変形材料層１１内に電位の分布を生じなくなる。
電解質としては、例えば、過塩素酸銅、過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の無機塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロホウ素等の有機塩等を用いることができる。
【００８４】
また、電解質層１３は、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド等の高分子材料を含んでいてもよい。これにより、電解質層１３を容易に形成することができる。
また、電解質層１３は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の溶媒を含んでいてもよい。これにより、電解質層１３を容易に形成することができる。
対向電極１２は、電解質層１３の外周面上に設けられており、本実施形態では、電源１０の負極に接続されている。
対向電極１２は、導電性を有する材料で構成されたものである。対向電極１２の構成材料としては、例えば、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属材料（合金を含む）等が挙げられる。
【００８５】
電源１０は、直流電源であり、図３に示す状態では、スイッチ１４を介して、電源１０の正極に変形材料層１１が接続されており、負極に対向電極１２が接続されている。変形材料層１１を構成する刺激応答性化合物が図１、図２に示すような構造を有するものである場合において、スイッチ１４を入れると、変形材料層１１と対向電極１２との間に通電がなされ、刺激応答性化合物は、酸化反応により、分子鎖が伸長（膨張）した状態をとる。その結果、変形材料層１１全体としても、図中矢印の方向に、伸長（膨張）した状態をとる。
【００８６】
これに対して、電源１０の正極と負極とを入れ替えた状態でスイッチ１４を入れると、変形材料層１１と対向電極１２との間に通電がなされ、刺激応答性化合物は、還元反応により、分子鎖が収縮した状態をとる。その結果、変形材料層１１全体としても、図中矢印とは反対の方向に、収縮した状態をとる。
上述したように、変形材料は、伸長（膨張）と収縮とを繰り返すことにより、複数回、伸縮でき、その再現性にも優れている。したがって、本実施形態のアクチュエーターにおいては、上述したような直流電流の構造だけでなく、交番電流の構造を採用することもでき、繰り返し伸縮することができる。
【００８７】
これにより、低電圧で大きく変位することが可能なアクチュエーターを提供することができるとともに、変形材料で構成された変形材料層１１をより柔軟な動きで作動させることができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明のアクチュエーターは、本発明の変形材料を用いて製造されたものであればいかなるものであってもよく、図３に示した構成を有するものに限定されない。
【実施例】
【００８８】
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
（実施例）
［１］刺激応答性化合物の製造
４−ブロモ−１−フェノールと８−ヒドロキシ−１−ブロモオクタン、Ｋ２ＣＯ３、およびＫＩをＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）中で加熱、撹拌した。反応溶液をジクロロメタンで抽出し、水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水した後、濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製して、下記式（２３）で表される化合物を得た。
【００８９】
【化１８】
2014125563.tif 000019
【００９０】
次に、上記式（２３）で表される化合物とイミダゾールとをＤＭＦ中で撹拌し、０℃で冷却した。そこへ４−ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリルクロリドを加え、室温で撹拌した。反応溶液をジクロロメタンで抽出し、水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水した後、濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製して、下記式（２４）で表される化合物を得た。なお、式（２４）中、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基は、ＴＢＳで示す（後に示す式（２５）、式（２６）、式（３１）中についても同様）。
【００９１】
【化１９】
2014125563.tif 000020
【００９２】
次に、上記式（２４）で表される化合物とＰｄ（ＰＰｈ３）４との混合物をトルエン中で撹拌しているところへジフルオロフェニルボロン酸のエタノール溶液と２．３Ｍ炭酸カリウム水溶液を加え１７．５時間加熱、還流した。反応溶液を室温まで冷却し、有機層を分離した後、水層をジクロロメタンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後濾過して濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（２５）で表される化合物を得た。
【００９３】
【化２０】
2014125563.tif 000021
【００９４】
次に、上記式（２５）で表される化合物のＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を−７８℃に冷却し、そこへ、ホウ酸トリメチルを加え、徐々に室温に昇温した。そこへ２Ｍ塩酸を加え撹拌したのち、ジクロロメタンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後濾過して濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（２６）で表される化合物を得た。
【００９５】
【化２１】
2014125563.tif 000022
【００９６】
次に、４−ブロモフェノールとＰｄ（ＰＰｈ３）４の混合物をトルエン中で撹拌しているところへ上記式（２６）で表される化合物のエタノール溶液と２．３Ｍ炭酸カリウム水溶液を加え１７．５時間加熱、還流した。反応溶液を室温まで冷却し、有機層を分離した後、水層をジクロロメタンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後濾過して濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（２７）で表される化合物を得た。
【００９７】
【化２２】
2014125563.tif 000023
【００９８】
次に、上記式（２７）で表される化合物、６−ブロモ−１−ヘキセン、炭酸カリウムをＤＭＦ中で加熱撹拌した。反応溶液をジクロロメタンで抽出し、水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水した後、濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（２８）で表される化合物を得た。
【００９９】
【化２３】
2014125563.tif 000024
【０１００】
次に、上記式（２８）で表される化合物とトリエチルアミンをＴＨＦ中で撹拌し、０℃に冷却した。そこへ塩化パラトルエンスルホン酸を加え室温で撹拌した。反応溶液に水を加え、ジクロロメタンで抽出し、水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水した後、濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（２９）で表される化合物を得た。なお、式（２９）中、パラトルエンスルホニル基（トシル基）は、Ｔｓで示す。
【０１０１】
【化２４】
2014125563.tif 000025
【０１０２】
次に、下記式（３０）で表される化合物とＰｄ（ＰＰｈ３）４の混合物をトルエン中で撹拌しているところへ４−ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリルオキシフェニルボロン酸のエタノール溶液と２．３Ｍ炭酸カリウム水溶液を加え１７．５時間加熱、還流した。反応溶液を室温まで冷却し、有機層を分離した後、水層をジクロロメタンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後濾過して濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（３１）で表される化合物を得た。
【０１０３】
【化２５】
2014125563.tif 000026
【０１０４】
【化２６】
2014125563.tif 000027
【０１０５】
次に、上記式（３１）で表される化合物をＴＨＦに溶解し、フッ化テトラブチルアンモニウムのＴＨＦ溶液（１Ｍ）を加えた。反応溶液を２時間撹拌したのち、塩酸で反応を停止し、ジクロロメタンで抽出し硫酸ナトリウムで乾燥後、濾過して濃縮した。得られた固体に、ＤＭＦ、炭酸カリウム、および、上記式（２９）で表される化合物を加え、８０℃で加熱撹拌した。反応溶液をジクロロメタンで抽出し、水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで脱水した後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（３２）で表される化合物を得た。なお、式（３２）中、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）４−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−Ｃ６Ｈ２Ｆ２−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−（ＣＨ２）８−（式（２９）で表される構造のうちＯＴｓを除く部分）は、Ｒで示す（後に示す式（３３）、式（３４）中についても同様）。
【０１０６】
【化２７】
2014125563.tif 000028
【０１０７】
次に、上記式（３２）で表される化合物、ｐ−トルエンスルホン酸、１，２−ベンゼンジチオールをベンゼン中で加熱還流した。反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、ジクロロメタンで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾過して濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（３３）で表される化合物を得た。
【０１０８】
【化２８】
2014125563.tif 000029
【０１０９】
次に、上記式（３３）で表される化合物をジクロロメタンに溶解させ、（ＢｒＣ６Ｈ４）３ＮＳｂＣｌ６を加えて撹拌した。反応溶液にジエチルエーテルを２５０ｍＬ加え析出した固体を濾過し、ジクロロメタン、アセトニトリル、およびＴＨＦの混合溶媒にとかし、亜鉛粉末を加えて室温で撹拌した。亜鉛粉末を濾過で除去し、濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製し、下記式（３４）で表される化合物を得た。
【０１１０】
【化２９】
2014125563.tif 000030
【０１１１】
次に、上記式（３４）で表される化合物、ポリ（メチルヒドロシロキサン−ｃｏ−ジメチルシロキサン）（分子量：１９００−２０００）、Ｐｔ触媒（Ｐｔ（０）−１，３−ｄｉｖｉｎｙｌ−１，１，３，３−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｉｎ  ｘｙｌｅｎｅ）をトルエン中で４日間、８５℃で加熱した。反応後の生成物をトルエンで４回洗浄後メタノールを加え、固体を濾過し、褐色の粉末として、下記式（３５）で表される刺激応答性化合物を得た。
【０１１２】
【化３０】
2014125563.tif 000031
【０１１３】
［２］変形材料の製造
上記のようにして得られた刺激応答性化合物と、液晶性ポリマー（エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体（東レ社製、シベラス））およびフッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体と、平均粒径：３９．５ｎｍ、連続孔を有する多孔質体としての空隙率：６０体積％のカーボンナノ粒子（ライオン社製、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ）と、溶媒としてのプロピレンカーボネートと、電解質としての六フッ化リン酸リチウムとを混合した。その後、この混合物を、所定の形状の型を用いて成形し、ゲル状の変形材料を得た。
【０１１４】
［３］アクチュエーターの製造
上記のようにして得られた変形材料を用いて、以下のようにして、図３に示すようなアクチュエーターを作成した。
すなわち、まず、上記のようにして得られた変形材料を、長さ：２０ｃｍ×径：０．３ｃｍの円柱状に成型し、これを変形材料層とした。
【０１１５】
次に、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ポリアクリロニトリル、過塩素酸銅をモル比で３８：３８：１３：１１で混合して得られた電解質層形成材料を用いて、変形材料層の周りに、厚さ：０．１ｃｍの電解質層を形成した。
次に、図３に示すように、白金製の電極線を電解質層の周囲に巻き付け、対向電極を形成し、アクチュエーターを得た。
【０１１６】
（実施例２）
刺激応答性化合物の合成において、反応材料、反応条件を変更することにより、刺激応答性化合物の化学構造を、それぞれ、下記式（３６）で表されるものとした以外は、前記実施例１と同様にして、刺激応答性化合物を合成し、変形材料、アクチュエーターを製造した。
【０１１７】
【化３１】
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【０１１８】
なお、前記各実施例の刺激応答性化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）は、いずれも、１０００以上１０００００以下の範囲内に含まれるものであった。
【０１１９】
（比較例１）
変形材料層を下記のようにして製造した以外は、前記実施例１と同様にしてアクチュエーターを製造した。
単層カーボンナノチューブ（カーボン・ナノテクノロジー・インコーポレーテッド社製「ＨｉＰｃｏ」、含有Ｆｅ量１４重量％）（以下、ＳＷＮＴともいう）２５ｍｇ、５重量％ナフィオン溶液（アルドリッチ社製、低分子量直鎖アルコールと水（１０％）混合溶媒）２５ｍｌ、および試薬特級メタノール２５ｍｌを、ビーカーに秤量して混合した後、超音波洗浄器中で、超音波照射を１０時間以上行い、ＳＷＮＴとナフィオンの混合分散液を調製した。この分散液をガラス製のシャーレにキャストし、ドラフト中で一昼夜以上放置して溶媒を除去した。溶媒を除去した後、１５０℃で４時間、熱処理を行った。形成されたＳＷＮＴとナフィオンの複合体フィルムをシャーレから剥がした後、長さ：２０ｃｍ×径：０．３ｃｍの円柱状に成型し、これを変形材料層とした。
【０１２０】
（比較例２）
刺激応答性化合物の合成において、反応材料、反応条件を変更することにより、刺激応答性化合物の化学構造を、それぞれ、下記式（４５）で表されるものとした以外は、前記実施例１と同様にして、刺激応答性化合物を合成し、変形材料、アクチュエーターを製造した。
【０１２１】
【化３２】
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【０１２２】
［４］アクチュエーターの評価
［４．１］変形量
前記各実施例および比較例のアクチュエーターを図４に示すように鉛直に固定し、電極に接続した。２５℃の環境下において、電圧を印加していない状態から、電圧印加後のアクチュエーターの長さの変位を、図４中の基準点からのずれをレーザー変位計で測定することにより求めた。
［４．２］低温領域での作動性
環境温度を−２０℃に変更した以外は、前記［４．１］と同様にして、アクチュエーターの長さの変位を求めた。
【０１２３】
［４．３］耐久性
前記各実施例および比較例のアクチュエーターについて、１００℃で引張試験を行い、強度が試験前の半分になるまでに時間を求めた。
本発明では、［４．１］変形量、［４．２］低温領域での作動性、［４．３］耐久性のいずれについても、優れた結果が得られた。また、本発明では、電圧の印加に対する応答速度が速いものであった。これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。
【符号の説明】
【０１２４】
Ａ…ユニットＡ  Ｂ…ユニットＢ  Ｃ…ユニットＣ  １００…アクチュエーター  １０…電源  １１…変形材料層  １２…対向電極  １３…電解質層  １４……スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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