導電性高分子のひも状集合体を化学架橋により固定化・被覆したナノ導線の開発

开发具有化学交联固定和涂覆的导电聚合物绳状聚集体的纳米导线

基本信息

批准号：
14750711
负责人：
森健
金额：
$ 2.69万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

液晶性高分子としてポリパラフェニレンビニレン(PPV)に着目し、定法に従ってπ共役が飽和に達した長さである10量体程度のものを合成した。これを分子量の異なる3種類の末端アミノ化されたポリエチレングリコール(PEG)(分子量2200,5200,11800)とC=N結合によって連結させた後、シアノ水素化ホウ素ナトリウムによって還元することで安定なC-N結合へ変換した。これ以降、PEG分子量の小さいブロックポリマーから順にpolymer1、polymer2、polymer3と呼ぶことにする。得られたブロックポリマーを良溶媒であるTHFに溶解し、そこにPEGに対する選択溶媒であるH_2Oを加えた。その結果、3種類すべてのポリマーにおいて、ポリマーは可溶であるもののUVスペクトル測定からPPV吸収のブルーシフトと淡色効果が観察されたことから、PPV部分が不溶化して会合していることが示された。また、蛍光スペクトル測定からもPPV部の消光が観察されたことから、PPVの会合が示唆された。ポリマーのTHF溶液をキャストし乾燥させた状態でTEM観察を行ったところ、polymer1およびpolymer2においては、直径が十nm程度で長さが数百nmのひも状の集合体が観察された。この直径がPPV二分子分に相当することから、ひも状集合体の軸方向に対して垂直にPPVが並んでいることが示唆された。一方、polymer3については、球状の集合体が観察された。これは、PEGが長くなるために、もはや棒状集合体が安定構造でなくなったからと考えられる。次に、THF/水の混合溶媒中において、polymer2に対してPPVホモポリマーを混合させてみた。その結果、polymer2はPPVホモポリマーを可溶化させることが明らかとなった。TEMにて可溶化された構造を観察したところ、PPVホモポリマーを混合させないときと同様のひも状集合体が観察された。このことから、polymer2が作るひも状集合体のPPVコア部に、PPVホモポリマーが可溶化されていることが示唆された。また、新しい構造のブロックポリマーとして、PPVとPEGからなるT字型ポリマーの合成を行った。PEG片末端にジブロモフェニル基を導入し、スチレンとHeck反応を行うことで、ポリマーの合成に成功した。

我们以液晶聚合物聚对亚苯基亚乙烯基（PPV）为重点，使用标准方法合成了十聚体，即π共轭达到饱和时的长度。这是通过C=N键与三种不同分子量（分子量2200、5200和11800）的末端胺化聚乙二醇（PEG）连接，然后用氰基硼氢化钠还原，从而将稳定的C-N转化为键。从现在开始，PEG分子量最小的嵌段聚合物将依次称为聚合物1、聚合物2和聚合物3。将获得的嵌段聚合物溶解在作为良溶剂的THF中，并向其中添加作为PEG的选择性溶剂的H_2O。结果，在所有三种类型的聚合物中，尽管聚合物是可溶的，但在紫外光谱中观察到PPV吸收的蓝移和减色效应，表明PPV部分不溶解并缔合。此外，通过荧光光谱法观察到PPV部分的猝灭，表明PPV的关联。当聚合物的THF溶液流延并干燥时，进行TEM观察，对于聚合物1和聚合物2观察到直径约10nm、长度数百nm的线状聚集体。该直径对应于两个 PPV 分子，表明 PPV 垂直于线状聚集体的轴向方向排列。另一方面，对于聚合物3，观察到球形聚集体。这被认为是因为由于PEG的长度，棒状聚集体不再是稳定的结构。接下来，我们将 PPV 均聚物与聚合物 2 在 THF/水混合溶剂中混合。结果表明，聚合物2溶解了PPV均聚物。当使用TEM观察可溶结构时，观察到与未混合PPV均聚物时所观察到的类似的线状聚集体。这表明PPV均聚物溶解在由聚合物2形成的线状聚集体的PPV核心中。我们还合成了由PPV和PEG组成的具有新结构的嵌段聚合物T型聚合物。通过在PEG一端引入二溴苯基并与苯乙烯进行Heck反应，成功合成了聚合物。