高分子超薄膜の複合化と光誘起電荷分離に関する研究

复合超薄膜聚合物及光致电荷分离研究

• 批准号: 06650950
• 负责人: 山田 淳
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650950/
• 关键词: 高分子超薄膜; 水面展開法; 両親媒性色素; 蛍光; SHG; 光誘起電子移動; 電荷分離

光合成反応の基本は、nm(10nm)レベルの極めて薄い生体膜で進行する高効率の光誘起電荷分離過程である。人工系でも光機能分子を適切に配列したnmレベルの超薄膜を開発することにより、人工光合成型光エネルギー変換システムを実現することができると考えられる。本研究では、電子供与体分子(D)あるいは電子受容体分子(A)を複合化した厚さ数十nmの高分子超薄膜を水面展開法によって作製し、膜の光機能特性について検討した。その成果を以下にまとめる。1。Dとしてポルフィリンとルテニウム錯体、Aとしてビオローゲンとキノン、高分子支持体としてポリ塩化ビニル(PVC)とポリメチルメタクリレート(PMMA)を組み合わせた超薄膜の作成に成功した。2。膜の光機能を蛍光法ならびに第二高調波発生(SHG)法により検討した。電子式冷却器、バリアブルゲートユニット、低温バスサ-キュレーターを備品として購入して測定の高感度化・高性能化を図り、超薄膜における蛍光、SHG信号の測定を可能とした。3。ポルフィリン錯体についてLB膜のSHG特性を調べ、高分子超薄膜における配向性の相違点について調べた。さらにポルフィリン担持PVC膜とキノンとの相互作用を溶液中で調べ、ポルフィリンの膜表面への選択的分布を明らかにした。4。ルテニウム錯体担持膜とビオローゲン担持膜の重ね合わせの方向を変えて蛍光を測定し、膜界面での電子移動がおこる事を明らかにした。また両色素担持膜との比較を行い、膜表面での高効率な電子移動を確認した。5。ルテニウム錯体担持膜の積層化とSHG特性の関係を明確にし、膜形成時に錯体が膜表面へ選択的に分布することを確認した。

光合作用反应的基础是高效的光诱导的电荷分离过程，该过程在NM（10 nm）水平的极薄的生物膜中进展。人们认为，即使在人造系统中，人工光合光能转换系统也可以通过在正确排列光功能分子的NM级别上开发超薄膜来实现。在这项研究中，使用水表面膨胀方法在电子供体分子（D）或电子受体分子（a）中制造具有几十nm的厚度的超薄聚合物膜，并检查了膜的光功能性能。结果总结下面。 1。我们成功地创建了一种超薄薄膜，其中卟啉和氟苯蛋白复合物与D，Viologen和Quinone合并为A，以及聚氯乙烯（PVC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为聚合物的支持。 2。通过荧光和第二次谐波（SHG）方法研究了膜的光功能。购买了电子冷却器，可变的栅极单元和低温总线表面表面策略器作为供应，以提高测量值的灵敏度和性能，从而可以在超薄膜上测量荧光和SHG信号。 3。研究了LB膜的SHG特性，用于卟啉复合物，并研究了超薄聚合物膜的方向差异。此外，在溶液中研究了卟啉支持的PVC膜和喹酮之间的相互作用，以揭示斑膜表面上卟啉的选择性分布。 4。通过更改ruthenium络合物支撑的膜和维多曼支持的膜之间重叠的方向来测量荧光，表明电子传递发生在膜界面处。此外，将膜与染料支持的膜进行了比较，并在膜的表面上确认了高效的电子传递。 5。阐明了芳族复合物支持的膜的层压与SHG特性之间的关系，并确认该复合物在膜形成过程中选择性分布在膜表面上。

项目成果

Sunao Yamada: "Second-order nonlinear optical properties of amphiphilic porphyrins in Langmuir-Blodgett monolayer assemblies" Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry. (印刷中). (1005)

Sunao Yamada：“Langmuir-Blodgett 单层组件中两亲性卟啉的二阶非线性光学特性”《光化学与光生物学杂志 A：化学》（出版中）。

山田 淳: "良好なSHG特性を示すZ型LB膜(化学)" 化学同人, 1 (1995)

Jun Yamada：“Z 型 LB 薄膜表现出良好的 SHG 特性（化学）” Kagaku Doujin, 1 (1995)