自己組織化フラーレン超薄膜修飾電極の新電子機能

自组装富勒烯超薄膜修饰电极的新电子功能

基本信息

批准号：
09875212
负责人：
中嶋直敏
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

生体膜類似構造及び組織化構造由来の物理・化学性質を示し、機能性薄膜材料となり得る人工脂質二分子膜とフラーレンをハイブリッド化した新規な材料の開発を目的として研究を行い,以下の成果を得た.1.長鎖アルキル基を含むフラーレン脂質を分子設計・合成し、気相中,水中におけるのキャストフィルムの相転移特性を調べたところ,i)3本鎖型フラーレン脂質は,主およびサブ相転移を示す,ii)2本鎖型フラーレン脂質は,ブロードな主転移を示すことを見いだした.また,これらの相転移によりフラーレンのUV-Vis吸収スペクトルが変化することがわかった。2.グラファイト電極上のフラーレン脂質のキャストフィルムの水中における酸化還元挙動は、膜相転移に強く依存することがわかった。すなわち,相転移以下ではフラーレンの電子移動反応はほとんど認められないが,相転移以上では明確なレドックス波が観測された。また、相転移温度を境に温度を上下させることにより、酸化還元応答のスイッチング(on-off)が可能であることがわかった。さらに相転移温度以上の55°Cにおいて、酸化還元応答に対する支持電解質依存性をDifferential Pulse Voltammetryを用いて調べた。支持電解質に種々の四級アンモニウムカチオン塩化物を用いた結果、電解質濃度の上昇に伴い、酸化還元電位が正にシフトすることが分かった。この結果を基に、キャストフィルムにおけるフラーレンアニオンと電解質カチオンとの結合定数を求めることができた。

该研究的目的是开发一种新材料，该材料将人造脂质双层与富勒烯融合在一起，显示出源自生物膜状结构和有组织的结构的物理和化学性质，并能够成为功能性的薄膜材料。结果如下：1。设计并合成含有长链烷基的富勒烯脂质，并研究了气相和水中铸造膜的相变特征。我们发现I）三链富勒烯脂质表现出主要和亚相变，II）双链富勒烯脂质表现出广泛的主转变。此外，这些相变会改变富勒烯的UV-VIS吸收光谱。 2。发现富勒烯脂质在水中石墨电极上铸造膜的氧化还原行为很大程度上取决于膜相变。也就是说，尽管在相变下几乎没有观察到富勒烯的电子转移反应，但在相变的上方观察到清晰的氧化还原波。还发现，通过从相变温度提高或降低温度，可以进行氧化还原响应的切换（ON-OFF）。此外，使用差异脉冲伏安法研究了支撑电解质对相变温度的55°C下的氧化还原响应的依赖性。由于使用各种Quaternary-ymhymuim阳离子氯化物作为辅助电解质，因此发现氧化还原电位随着电解质浓度的增加而积极移动。基于此结果，获得了富勒烯阴离子和铸造膜中电解质阳离子之间的结合常数。