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。

以液晶聚合物为重点，以液晶聚合物为基础，根据标准方法合成10分钟，其长度为π共轭达到饱和。这与三个不同的分子量末端氨氨基氨基聚乙二醇（PEG）（分子量2200、5200、11800）通过C = N键相关，然后用氰基羟基氢氢化钠将其转换为稳定的C-N键。从现在开始，按顺序将具有较小的PEG分子量的块聚合物称为聚合物1，聚合物2和聚合物3。将所得的块聚合物溶解在THF中，该溶剂良好，H_2O（用于PEG的选择性溶剂）溶解在其中。结果，尽管聚合物在所有三种类型的聚合物中都可溶，但从紫外光谱测量值中观察到蓝移和浅色效应，表明PPV部分被不脱离并相关。此外，荧光光谱测量还表明，观察到PPV区域的淬灭，表明PPV的关联是进行的。当将聚合物的THF溶液施放并干燥时，在聚合物1和聚合物2中观察到弦状的组件，直径约为10 nm，长度为几百nm。该直径对应于PPV的双分子，这表明PPV垂直于绳子样组件的轴向沿轴向排列。另一方面，观察到聚合物3的球形组件。这被认为是因为杆状组件不再稳定，因为PEG的延长。接下来，将PPV均聚物与THF/水混合溶剂中的聚合物混合。结果，揭示了聚合物2溶解PPV均聚物。当在TEM中观察到溶解的结构时，当未观察到PPV均聚物时，弦状的组件类似于该组件。这表明PPV均聚物聚合物被溶解在聚合物2所产生的弦样组件的PPV核心部分中。此外，将由PPV和PEG组成的T形聚合物合成为具有新结构的块聚合物。在PEG的末端引入了二溴苯基基团，并用苯乙烯进行了heck反应，以成功合成聚合物。