強磁場とレーザー光子場を用いた分子集団系の形態・機能精密制御

利用强磁场和激光光子场精确控制分子集体系统的形态和功能

基本信息

批准号：
09740521
负责人：
坪井泰之
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

1 レーザーアブレーションによる光電導性高分子薄膜の作製代表的な光電導性高分子であるポリ(N-ビニルカルバゾール)(以下PVCz)を対象に、レーザーアブレーション堆積法を適用し、その薄膜形成に成功した。真空チャンバー内でPVCzターゲットに紫外レーザーパルスを照射し、対置した基板にアブレーション噴出物を堆積させ、薄膜を作製した。レーザー波長(248、308、351nm)とその光強度(70、300、450mJ/cm^2)を変化させ、薄膜の化学構造を詳細に検討した。その結果、化学的損傷の少ない良質の薄膜を形成する最適の照射条件を見い出した(351nm、300mJ/cm^2)。薄膜形成機構についても詳細に検討した。アブレーションにより、PVCzが一旦ビニルカルバゾールモノマーに解重合し、基板上で再びPVCzに重合することを明らかにした。2 レーザーアブレーションによる蛋白質超薄膜の作製代表的な単純蛋白質であるシルクフィブロインに上述のアブレーション堆積法を適用した。シルクフィブロインは比較的単純なアミノ酸から成り、優れた生体適合性、酵素固定化能力を有し機能性材料として大きく期待されているタンパク質である。反面、良溶媒に極めて乏しく、完全ドライプロセスである本手法による薄膜化の意義は大きい。上記PVCzの場合と同様に薄膜作製を試みた。351、308nmで作製した薄膜の赤外スペクトルはターゲットフィブロインのものと極めてよく一致し、フィブロインの薄膜形成が確認された。しかしながら、ターゲットに用いたフィブロインはβシート構造を有するのに対し、薄膜の2次構造はランダムコイル型であった。βシート型薄膜の作製を現在目指している。筆者等が最近提案した光増感法や、堆積基板の加熱が有効であると考えている。

1 激光烧蚀法制备光电导聚合物薄膜采用激光烧蚀沉积法对典型的光电导聚合物聚（N-乙烯基咔唑）（以下简称PVCz）成功形成薄膜。通过在真空室中用紫外激光脉冲照射 PVCz 靶并将烧蚀喷射物沉积到相对的基板上来制造薄膜。通过改变激光波长（248、308、351nm）及其光强度（70、300、450mJ/cm^2）详细研究了薄膜的化学结构。结果，我们找到了形成高质量薄膜且化学损伤很小的最佳照射条件（351nm，300mJ/cm^2）。还详细研究了薄膜形成机制。结果表明，PVCz解聚为乙烯基咔唑单体，然后通过烧蚀在基材上重新聚合为PVCz。 2.激光烧蚀制备超薄蛋白质膜将上述烧蚀沉积方法应用于丝素蛋白这种典型的简单蛋白质。丝素蛋白是由相对简单的氨基酸组成的蛋白质，具有优异的生物相容性和酶固定化能力，作为功能材料备受期待。另一方面，采用该方法减薄薄膜具有很大的意义，该方法是完全干法工艺，并且极差良溶剂。我们尝试以与上述 PVCz 情况相同的方式制造薄膜。在 351 和 308 nm 处制备的薄膜的红外光谱与目标丝心蛋白的红外光谱非常匹配，证实了丝心蛋白薄膜的形成。然而，虽然用作靶的丝心蛋白具有β-折叠结构，但薄膜的二级结构是无规卷曲型。我们目前的目标是制造β-片层型薄膜。我们相信作者最近提出的光敏化方法和沉积基板的加热是有效的。