非共有結合の導入による環境応答型ナノマテリアルの開発

通过引入非共价键开发环境响应型纳米材料

基本信息

批准号：
03J10526
负责人：
溝下倫大
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagoya University (2004-2005)The University of Tokyo (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

光・電子機能が期待できるパイ共役分子・部位の配列制御を目指し、パイ共役部位をコアとする界面活性剤を用いて2次元分子組織化薄膜を作製した。本研究では、パイ共役分子を膜最表面に集積するため、分子のコンホメーション変化を誘起しやすい柔軟なスペーサーを導入するという分子設計を行った。合成した界面活性剤を水面に展開し、気-水界面を利用するラングミュア-ブロジェット法によって薄膜化した結果、パイ共役コア部位が膜の最表面に集積された膜を得ることができた。コアとして光機能性分子であるアゾベンゼンを用いた系において、バルク液晶状態と薄膜状態における分子コンホメーションやコア同士の相互作用に明確な違いがあることを示した。また、アゾベンゼンコアの光異性化挙動・光配向挙動を調べることによって、二次元的に集積されたコアが比較的高い運動性を有していることもわかった。このような、柔軟なスペーサーを導入するという分子設計を円盤状コアに用いることで、分子平面が固定化され、かつ、可逆的に膜表面でのコア密度を変化させることができる単分子膜の調製にも成功した。このような膜には、材料合成におけるテンプレート機能や表面修飾による高機能化などさらなる応用展開が期待できる。また、水素結合によってファイバー状に集合する自己組織性分子の化学修飾によって、電子伝導性ファイバーの構築や光刺激による構造スイッチングなど新しい材料系の開発にも着手した。これら一連の研究によって、化学環境や外部刺激に応答して構造や特性を変化させる分子性ナノマテリアルを構築するための新しい材料設計指針を提供することができた。

使用使用PIE连接的位点作为核心的表面活性剂形成了两维分子组织比较膜，旨在控制可以预期具有PIE和电子功能的PIE和电子功能。在这项研究中，进行了一种分子设计，以引入柔性垫片，该柔性垫片倾向于诱导分子的转化以改变膜表面上的分子结合分子。合成表面活性剂被部署在水面上，使用水面积的Lang Mure-Bloget定律制作了薄膜，并在膜表面积聚了Pie-Co核部分。在使用偶氮苯（光功能分子作为核心）的系统中，它表明，在薄膜状态下，分子和谐晶体态与分子结合与核心之间的相互作用之间存在明显的差异。此外，还发现，通过检查偶氮苯核心的照明和光分布的光振动，这两个维核具有相对较高的迁移率。通过将这种柔性垫片作为磁盘样芯引入分子设计，分子平面是固定的，并且可以反向更改膜表面的核心密度。可以期望这种膜进一步开发进一步的应用，例如材料合成中的模板函数和通过表面修饰的较高功能。此外，通过化学修饰可自组织的分子的化学修饰，它开发了新材料系统的开发，例如电子导电纤维和光刺激的构建，该分子的化学修饰是在纤维样氢键中收集的。这些一系列研究可以为建立分子纳米材料提供新的材料设计指南，以应对化学环境和外部刺激以改变结构和特征。