光機能性基を有する環状両親媒性化合物による固体表面膜の形成

• Project/Area Number: 08740539
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 機能・物性・材料
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 林 ゆう子 東京工業大学, 資源化学研究所, 教務職員 (30218599)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1996: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: カリックス[4]レゾレシンアレン / 環状両親媒性化合物 / 吸着単分子膜 / 水素結合 / ケイ皮酸アミド / 分子間光二量化 / 脱着 / 液晶

Research Abstract

カリックス[4]レゾレシンアレン(CRA)誘導体は、分子の片側に親水基を8つ、他方に疎水基を4つ有して両親媒性を示すため、その溶液中に石英基板を浸漬するだけで、親水基側を基板に向けて強固に吸着することがわかっている。この吸着は、石英基板のシラノール基とCRAの親水基との水素結合を介したものであり、CRAが吸着した基板をアルコールに浸すと、水素結合を切断されて一部のCRAは脱着する。本研究では、アルコール中でも脱着しない膜を構築することを目的に、吸着強度が強く脱着しにくいカルボン酸をCRAの親水基に置換し、疎水基側に、吸着膜作成後の光照射によって起こるCRA分子間架橋反応によって複数のCRAが結合して一分子当たりの水素結合数が増えることを期待して、光二量化するケイ皮酸基を導入した。ケイ皮酸基を有するCRAのカルボン酸誘導体は、合成の最終ステップで加水分解反応が必要となるため、ケイ皮酸ジエチルアミドをp-位でエーテル結合を介した化合物とした。合成したケイ皮酸ジエチルアミドを有するCRAカルボン酸誘導体は、溶液中で光異性化と分子内光二量化を起こすことを確認した。溶融石英基板表面に吸着した場合は、分子間光二量化反応も起こってCRA分子間を架橋し、基板表面に吸着したCRAは光照射後にアルコール中に浸しても脱着しないことが確認された。このように、溶液に浸すだけで容易に基板に吸着し、光照射によって吸着分子間の架橋反応が起こり一分子当たりの基板との水素結合数を増やしてアルコール中に浸しても脱着しない単分子膜の構築に成功した。さらに、この吸着膜にフォトマスクを介して一回露光し液晶セルを組むと、フォトマスクの明暗を液晶が再現した。この表示は熱的に大変安定であった。