レドックス機能性高分子LB膜における電子移動過程の解析

• Project/Area Number: 07750906
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工業物理化学
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 青木 純 東北大学, 工学部, 助手 (50250709)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: ラングミュアーブロジェット膜 / フェロセン誘導体 / N-ドデシルアクリルアミド / サイクリックボルタンメトリー / 電子移動過程

Research Abstract

1.レドックス機能を有する両親媒性高分子の合成
レドックス種であるフェロセン誘導体にビニル基を導入してモノマーを合成し、両親媒性モノマーであるN-ドデシルアクリルアミドと共重合を行い、電子伝達機能を有する両親媒性高分子を合成した。
2.レドックス機能性両親媒性高分子の水面挙動
合成されたフェロセン誘導体を有する両親媒性高分子の表面圧-面積等温線を測定したところ、フェロセン誘導体の導入率が54mol%まで良好な単分子膜挙動を示すことが明らかとなった。また、極限占有面積から共重合体の水面上立体配置はフェロセン誘導体が水面下に沈んでいる構造であることが推定できた。
3.レドックス機能性高分子LB膜の電気化学特性
電極界面やLB膜層間での電子移動過程について検討するため、サイクリックボルタンメトリー(CV)を使い、ITO電極上に累積したレドックス機能性高分子LB膜の電気化学的特性を検討した。単分子層LB膜のCVはレドックス種の導入率に寄らずすべてのLB膜において典型的な表面吸着波形を示し、レドックス種が電極上に安定に存在し、電極界面での電子移動速度が速いことが示唆された。多層LB膜のCVでは、レドックス種の導入率が高い場合、累積数に伴い電流値が比例して増加するが、導入率が低い場合では、単分子層に相当する電流しか観測されなかった。これらの結果は単分子層ではレドックス種の表面濃度に寄らず電極との電子移動は速やかに行われるが、LB膜層間の電子移動速度はレドックス種の表面濃度に依存し、表面濃度が高い場合のみ平均レドックス種間距離が縮まり電子移動が可能になることが明らかとなった。