ナノ構造をもつ導電性高分子/無機磁性体複合体の合成と機能

纳米结构导电聚合物/无机磁性材料复合材料的合成与功能化

基本信息

批准号：
17710092
负责人：
但馬敬介
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710092/
关键词：
複合材料導電性高分子ナノ構造磁性材料液晶分子電子材料

项目摘要

本研究では、水酸化銅化合物に代表される層状二次元磁性体と、導電性高分子のナノ複合体の合成に挑戦し、その磁気的・電気的な特性を明らかにすることを目的とした。無機磁性体と有機化合物の複合体の例にはこれまで、金属イオンや金属クラスターと、テトラチアフルバレン(TTF)誘導体などの結晶性の低分子化合物が用いられてきた。これらは構造を共結晶として構築する手法であり、原理的に高分子化合物に適用するのは難しい。そこで、水溶性の導電性高分子としてポリチオフェンの誘導体をもちいて、ナノ構造をもつ水酸化銅化合物と導電性高分子複合体の合成と構造評価の方法を確立することを試みた。前年度までに、ポリアクリル酸ナトリウムの層間への置換には成功し、その磁気的特性を明らかにすることに成功したが、電子伝導性を有する有機化合物への置換は困難であることがわかった。そこで、ポリマーよりもより置換が容易であることが期待される新規な水溶性オリゴチオフェンの合成を行った。これらは、チオフェン四量体の末端、または側鎖にカルボキシル基を有する物質であり、置換に成功したポリアクリル酸との構造の類似性から設計した。カルボキシル基の数を2〜4個に変化させ、また置換基の位置を変えて様々な化合物の合成を行った。これらの物質の水酸化銅化合物への導入を試みたが、置換は起こらなかった。これは、オリゴチオフェン構造の剛直性や、物質の水への溶解性の低さが影響しているものと考えられる。一方、これらの合成の中で派生した新規な両親媒性オリゴチオフェンは液晶性を示し、新しい電子材料への展開の可能性を示した。

这项研究旨在开发层状二维磁体的纳米复合材料的合成，例如氢氧化铜化合物和导电聚合物，并阐明其磁性和电气性能。以前，金属离子和金属簇以及结晶的低分子量化合物，例如四硫富烯（TTF）衍生物已被用作无机磁体和有机化合物络合物的实例。这些是将结构构建为共结晶的方法，并且原则上很难应用于聚合物化合物。因此，我们尝试使用聚噻吩衍生物作为水溶性导电聚合物来建立一种纳米结构铜氢氧化合物和导电聚合物复合物的合成和结构评估方法。到上一年，层中钠聚丙烯酸酯的替换已经成功，并且成功揭示了其磁性，但是发现具有具有电子电导率的有机化合物的取代是困难的。因此，合成了一种新型的水溶性寡噻吩，预计比聚合物更容易替换。这些是在噻吩四聚体的末端或侧链处具有羧基的物质，并且是基于结构与已成功取代的聚丙烯酸的相似性设计的。羧基的数量更改为2-4，并更改了取代基的位置以合成各种化合物。我们试图将这些材料引入氢氧化铜化合物中，但未发生替代。这被认为是由于寡噻吩结构的刚度和水在水中的溶解度低。另一方面，源自这些合成的新型两亲性寡噻吩表现出液晶特性，表明有可能被发展为新的电子材料。