無機構造体をテンプレートとする重合による高分子材料のサブミクロン構造構築

以无机结构为模板聚合构建高分子材料亚微米结构

基本信息

批准号：
15655071
负责人：
三木定雄
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

最終年度では、電解酸化アルミナ層の構造を基本構造とし、アルミナ微細孔内でのモノマーの重合反応を行い、アルミナ/アルミニウム層の除去により微細突起構造を有するポリマー表面の構築を検討した。さらに得られる高分子材料に化学的表面機能を持たせること、ならびに、この高分子構造の無機材料へのさらなる転写を検討した。この手法の展開として、微細孔アルミナ表面にあらかじめ単分子層の官能基を導入しておくことで、得られる高分子表面に、対応する化学的性質を発現させようというものである。具体的には、アルミナ表面に重合性官能基を有するシランカップリング剤を導入後、モノマーを流し込み共重合を行い、アルミナ/アルミニウム層を除去することで、表面がシラノール基で覆われた高分子材料を作製することを行った。その一つに、まず長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を反応させ、光反応性ガスに暴露下の条件で、光照射することにより、アルミナ表面にクロロカルボニル基を導入し、p-ビニルベンジルアミンと反応させることでアルミナ表面に重合性官能基が導入できた。また、メタクリルアミド型のシランカップリング剤をアルミナ表面に導入して構造転写を行い、高分子材料表面にシラノール基を導入することも行ったが、どちらの方法においても、高分子表面にシラノール基を導入できた。構造のさらなる転写に関して、このように導入した高分子表面に共有結合しているシラノール基から、ゾルーゲル法により表面にシリカ層を成長させることで、微細構造を有するシリカ層を得ることができた。この微細構造を有するシリカ層はさまざまな無機材料として期待できる。ここでは、ハイブリッドの状態でシリカ表面に金コーティングを行い、高分子層を除去することで金コーティング微細孔シリカを構築できた。

在最后一年，基本结构是基于电解氧化铝层的结构，并且在氧化铝微孔内进行了单体的聚合反应，并通过去除氧化铝/铝层来研究具有良好投影结构的聚合物表面的构造。此外，已经研究了为产生的聚合物材料提供化学表面功能，并将该聚合物结构进一步转移至无机材料。该技术涉及将单层从单层引入官能团事先进入微孔氧化铝的表面，相应的化学特性可以在获得的聚合物表面上表达。具体而言，在引入了具有可聚合功能基的硅烷偶联剂到氧化铝表面之后，将单体倒入共聚物中，以去除氧化铝/铝层，从而产生与硅烷醇基团覆盖的表面的聚合物。其中之一首先与具有长链烷基的硅烷耦合剂反应，然后受到暴露于光电反应性气体的照明，以将氯苯烷基群引入氧化铝表面，并与P-乙烯基苯甲酰胺，可溶剂化的功能组引入铝酶表面。此外，将甲基酰胺型硅烷型硅烷偶联剂引入到氧化铝表面上以进行结构转移，并将硅烷酚基团引入聚合物材料的表面上，但是在两种方法中，可以将硅醇基团引入聚合物的表面。关于结构的进一步转移，通过使用Sol-Gel方法从Silanol基团在表面上种植二氧化硅层在表面上的表面结合，从而获得了具有精细结构的二氧化硅层。该微结构二氧化硅层可以预期作为多种无机材料。在这里，在杂化状态下在二氧化硅表面进行了金涂层，并去除聚合物层以形成涂有金色的细孔二氧化硅。