超分子的手法を用いた共役系高分子の配列制御

使用超分子技术控制共轭聚合物的排列

基本信息

批准号：
07J09744
负责人：
若林里衣
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

私は、共役系高分子の優れた機能を最大限に発現させるためには共役系高分子の配列を分子レベルで制御する必要があると考えている。これまでに架橋分子により共役系高分子間を架橋するという手法により、共役系高分子を分子レベルで等間隔に配列させた二次元集合体を得ることに成功しており、本研究ではこの二次元集合体を構成要素として更なる階層構造を構築することを目的としている。昨年度までに二次元集合体の基本的な評価、即ち、共役系高分子の配列制御およびメタセシス反応による配列の固定化、酸塩基添加による共役系高分子間の距離の制御に成功している。本年度は、まず気液界面にこの二次元集合体を展開させ、単分子膜としての評価を行った。π-A曲線、界面における各種スペクトル測定などにより、気液界面において共役系高分子と架橋分子からなる集合体は両者間の相互作用を維持したまま安定に存在していることが示唆された。さらにこの二次元集合体の三次元方向への組織化を目指した。具体的には従来の架橋分子と同骨格の架橋分子を用いて二次元集合体間を架橋することを試みたが、残念ながら三次元への組織化の確証を得ることはできなかった。しかし、先に述べた気液界面において形成させた二次元集合体は基板に移し取ることが可能であったことから、基板上における積層という可能性を示すことができた。また、二種類の共役系高分子からなる集合体構築のため昨年度設計、合成を行った、二種類の相互作用部位を有する架橋分子と共役系高分子との集合体形成に関する評価を行った。この架橋分子と二種類の共役系高分子を適当な割合で混合した場合にのみ二次元集合体の形成が確認され、二種類の共役系高分子が分子レベルで交互に配列された集合体の構築が示唆された。以上の結果は分子間の相互作用を制御することにより共役系高分子の配列を自在に制御することができることを示す重要な成果である。

我认为，为了最大限度地发挥共轭聚合物的优异功能，需要在分子水平上控制共轭聚合物的排列。迄今为止，我们通过利用交联分子使共轭聚合物之间交联的方法，成功地获得了共轭聚合物在分子水平上等间隔排列的二维聚集体，其目的是进一步构建共轭聚合物。使用维度聚合作为构成元素的层次结构。直到去年，我们已经成功地对二维聚集体进行了基本评估，即控制共轭聚合物的排列，通过复分解反应固定排列，以及通过添加酸和碱来控制共轭聚合物之间的距离。今年，我们首先在气液界面开发了这种二维聚集体，并将其作为单分子膜进行了评估。界面处的π-A曲线和各种光谱测量表明，由共轭聚合物和交联分子组成的聚集体稳定存在于气液界面，同时保持它们之间的相互作用。此外，我们的目标是在三维方向上组织这个二维聚合。具体来说，我们尝试使用与传统交联分子具有相同骨架的交联分子来桥接二维聚集体，但不幸的是我们无法获得三维组织的确认。然而，由于可以将上述气液界面处形成的二维聚集体转移到基材上，因此我们能够证明在基材上层压的可能性。我们还评估了具有两种相互作用位点的交联分子与共轭聚合物之间的聚集体的形成，我们去年设计并合成了这种聚合物，以构建由两种类型的共轭聚合物组成的聚集体。只有当这种交联分子和两种共轭聚合物以适当的比例混合时，才能确认二维聚集体的形成，并且建议两种类型的共轭聚合物在分子水平上交替排列。上述结果是证明通过控制分子间相互作用可以自由控制共轭聚合物的排列的重要结果。