光応答性単分子膜の構造設計と状態制御

光响应单层膜的结构设计和状态控制

基本信息

批准号：
08231223
负责人：
関隆広
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はフォトクロミック単分子膜のもつ光機能性発現に関する研究の一環として、アゾベンゼン側鎖を有する両親媒性ポリマーに注目し、水面上でのフォトメカニカル効果、及びその固体基板上へ移しとった単層LB膜のフォトクロミック反応を用いた分子集合体の状態スイッチング現象について検討を進めている。後者については、特にネマチック液晶分子の光配向制御に関しての多くの知見を蓄積している。本研究では、液晶分子以外の分子集合体への展開として、LB膜構造の表面制御の可能性に着目することとした。基板に移し取られる第1層目として6Az10-PVA層を用い、その上に累積されるLB膜の状態をこのコマンド層により変化させるうるかの可能性を探ることとした。今回、コマンド単分子膜層の上にのせるLB膜物質としてジアセチレン系両親媒性化合物を選択した。トランス体及びシス体の6Az10-PVA単分子膜(トランスAz膜及びシスAz膜と略す)上へ移しとった単層のPDAの累積比はそれぞれ0.95と1.0であった。両者とも照射初期の段階では630nm付近に極大を持ついわゆる青膜の吸収の立ち上がりを見せるが、約20分以上の照射においてスペクトルに変化に差異を生じた。すなわちトランスAz膜上のPDAでは、ほぼこのスペクトル形状で止まるのに対し、シスAz膜上では約550nmに極大を有する赤膜の生長が見られた後に重合が止まった。2時間以上の光照射ではこの状態にほとんど変化は見られなかった。青膜と赤膜の極大に相当する630nmと550nmの吸光度の経時変化を追跡すると、初期の10分以内の段階では同様な吸光度の立ち上がりを見せるが、約20分以上の照射でシスAz膜上のPDAは次第に赤膜へと変化していく様子が読みとれる。シスAz膜上でのPDAの光重合がよりよく進行するために、重合の進行によってπ電子共役系が歪んで長い共役長の青膜を保てなくなり、赤膜を与えたものと考えられる。重合前後での膜表面形態について、原子間力顕微鏡観測を行ったところ重合前後で本質的に変化が認められず、1nm以内の表面粗さに留まっていることがわかった。

作为我们对光致动物单层的光功能表达的研究的一部分，我们专注于具有偶氮苯侧链的两亲聚合物，并正在研究对水面和状态切换现象的光学效应，并使用单层LB膜中的光色反应转移到固体中的光色反应。后者积累了丰富的知识，特别是关于列液晶分子的光统的控制。在这项研究中，我们专注于LB膜结构的表面控制可能性，作为液晶分子以外的分子组件的发展。使用转移到底物的第一层，并决定使用该命令层更改积累的LB膜状态的可能性。这次，选择了二甲基两亲化合物作为要在命令单层层上应用的LB膜材料。单层PDA的累积比率分别转移到反式和CIS 6AZ10-PVA单层（缩写为trans-az和cis-az膜）分别为0.95和1.0。在这两种情况下，所谓的蓝色膜的吸收在辐照的开头显示最大约为630 nm，但是当辐照约20分钟或更长时间时，光谱的变化存在差异。也就是说，变压器AZ膜上的PDA几乎以这种光谱形状停止，而在红色膜的生长中，在CIS AZ膜上观察到了红色膜的生长，最大约为550 nm。辐照超过2个小时后，这种情况几乎没有变化。当跟踪630 nm和550 nm的吸光度的基于时间的变化（对应于蓝色和红色膜的最大值时），在10分钟内，在初始阶段就可以看到相同的吸光度升高，但是可以看到CIS AZ膜上的PDA在发射大约20分钟或更多的红色膜上逐渐变化。据信，为了进一步推进顺式膜上PDA的光聚聚合，由于聚合的发展，π电子共轭系统会扭曲，并且无法维持长的共轭蓝色膜，从而导致红色膜。当通过原子力显微镜观察到观察到聚合之前和之后的膜表面形态，发现在聚合之前和之后未观察到基本变化，并且表面粗糙度仅限于1 nm。