LB膜の構造制御への静電的相互作用の活用

利用静电相互作用控制LB薄膜的结构

• 批准号: 14050005
• 负责人: 川俣 純
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14050005/
• 关键词: LB膜; 粘土鉱物; 無機-有機複合膜; 粘土LB膜; 光第二高調波発生; SHG; 複合LB膜; ヘミシアニン

安定かつ堅牢なLB膜を得ることを目的に、粘土単一層の上にイオン性分子や極性分子のLB膜を載せた粘土-有機物ハイブリッドLB膜を考案し、その作製を試みてきた。この系では、粘土とゲスト分子との間に働く静電的な相互作用を上手に活用することで、長鎖アルキル基を有しない有機分子の配列制御も可能であることも示してきた。これまで、粘土LB法を用いて実際に配列が制御できた長鎖アルキル基を有しない有機分子は、イオン性分子の一部に限られていた。そこで本年度は、多彩な物質群に対してこの界面制御技術を応用可能にすることを目的とした基礎研究を展開した。1、粘土-有機物ハイブリッドLB膜の停電的相互作用に関する基礎研究粘土と有機物との間に作用する静電的な引力が及ぶ距離を明らかにするために、粘土単一層に対し有機分子層の数を増大させたときの分子配列を光第一高調波発生(SHG)測定を中心とした手法で調査した。その結果、粘土との間の静電的相互作用により配列を制御できるのは、粘土層表面に直接接した単一層のみに限られていることを明らかにした。この知見に立脚し、長鎖アルキル基を有しない極性分子を用いての、粘土LB法による有機分子の配列制御に成功した。2、ポリマー-有機物ハイブリッドLB膜によるヘミシアニン誘導体の配列制御ヘミシアニン誘導体は、二両体を形成しやすいため、LB膜を作製した際に膜中の分子配列を完全に揃えるのが難しいのに加え、得られた膜の安定性にも問題が多かった。そこで、ヘミシアニンとの静電的相互作用が期待できる電荷を持つたポリマーの懸濁液を下層水に用い、ポリマー-ヘミシアニン誘導体ハイブリッドLB膜を作成した。その結果、ヘミシアニン誘導体のような二両体を形成しやすいイオン性分子を用いて、安定なLB膜を作成する際には、電荷を有するポリマーとの複合化が極めて有効な手段となることを明らかにした。

为了获得稳定且坚固的LB膜，我们设计并尝试制造粘土-有机杂化LB膜，其中将离子或极性分子的LB膜放置在单个粘土层上。在该系统中，我们还表明，通过充分利用粘土和客体分子之间的静电相互作用，可以控制不具有长链烷基的有机分子的排列。到目前为止，实际上可以使用粘土LB方法控制的不具有长链烷基的有机分子的排列仅限于某些离子分子。因此，今年我们进行了基础研究，旨在使这种界面控制技术适用于多种材料。 1. 粘土-有机杂化LB膜间歇相互作用的基础研究为了弄清楚粘土和有机物之间静电引力所覆盖的距离，我们研究了相对于单个粘土层的有机分子层数。使用光学一次谐波发生 (SHG) 测量增加分子数量时的排列。结果表明，通过与粘土的静电相互作用控制排列的能力仅限于直接与粘土层表面接触的单层。基于这些知识，我们使用不具有长链烷基的极性分子，通过粘土LB法成功地控制了有机分子的排列。 2.利用聚合物-有机杂化LB膜控制半花青衍生物的排列半花青衍生物往往形成二元形式，这使得在生产LB膜时很难完美地排列薄膜中的分子排列。所得膜的稳定性。因此，通过使用带电聚合物的悬浮液创建了聚合物-半花青衍生物杂化LB膜，该带电聚合物有望与作为下层水的半花青发生静电相互作用。因此，当使用易于形成二元分子（例如半花青衍生物）的离子分子创建稳定的LB膜时，我们发现将它们与带电聚合物络合是一种极其有效的方法。

项目成果

川俣 純: "Two-Photon Fluorescence Property of Tris-(4, 7-Diphenyl-1, 10-phenanthroline)-ruthenium(II)-perchlorate"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 379. 389-394 (2002)

Jun Kawamata：“三-(4, 7-二苯基-1, 10-菲咯啉)-钌(II)-高氯酸盐的双光子荧光特性”晶体。 379. 389-394 (2002)

山岸晧彦: "Clay and a twitter ionic molecule hybrid film : analysis of the relationship between the film structure and the condition for film preparation"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 379. 425-430 (2002)

Akihiko Yamagishi：“粘土和推特离子分子杂化膜：膜结构与膜制备条件之间的关系的分析”Cryst.. 379. 425-430 (2002)

尾形雄一郎: "Optical Second Harmonic Generation of Zwitter Ionic Molecules Aligned on Clays"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. 376. 245-250 (2002)

Yuichiro Ogata：“粘土上排列的两性离子分子的光学二次谐波产生”Mol Liq。 376. 245-250 (2002)

尾形雄一郎: "Structural Features of a Clay Film Hybridized with a Zwitter Ionic Molecule as Analyzed by Second Harmonic Generation Behavior"Clays and Clay Minerals. 51. 182-186 (2003)

Yuichiro Ogata：“通过二次谐波生成行为分析与两性离子分子杂化的粘土膜的结构特征”粘土和粘土矿物。 51. 182-186 (2003)

川俣 純: "Two-Photon Induced Fluorescent Properties of a Class of Conjugated Ketone Derivatives"Jpn. J. Appl. Phys. 42. L17-L19 (2003)

Jun Kawamata：“一类共轭酮衍生物的双光子诱导荧光特性”J. Appl. 42. L17-L19 (2003)