2020 Fiscal Year Annual Research Report
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18K05088
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
西藪 隆平 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 助教 (00432865)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | コーティング剤 / 親水膜 / ポリビニルアルコール / 架橋剤 / 架橋膜 / 分子インク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリビニルアルコールとベンゼンジボロン酸とのエタノール水溶液をコーティング剤として用いることで様々な材料表面にキャスト法やディップ法といった単純な方法で不溶性の親水性膜を提供できること、種々の重金属イオンと相互作用して比色応答を示すアゾ化合物にボロン酸基を導入した化合物を当該親水性膜に共有結合で安定固体化できることがわかったので、ポリビニルアルコール、ベンゼンジボロン酸およびボロン酸結合型アゾ化合物を含むエタノール水溶液を調製した。
調製された溶液に様々な素材および形状の材料を浸漬することで、ボロン酸結合型アゾ化合物を含む膜をこれら材料表面に作製した。例えば、ポリスチレンやポリエチレンといった種々の合成樹脂やガラス、ステンレスといった種々の素材からなる基板に適用でき、ろ紙やガラス繊維、ポリウレタン多孔質体など、様々な形状を持つ材料の表面にもボロン酸結合型アゾ化合物を含む膜を作製できた。
また、当該溶液をインクとして用いることもできた。すなわち、当該溶液を種々の固体材料上に滴下することでもボロン酸結合型アゾ化合物を含む膜をこれら材料表面に作製することができた。
ボロン酸結合型アゾ化合物を含む膜を作製した材料をアルコールや水に浸漬したところ、膜は溶解することなく、ボロン酸結合型アゾ化合物は溶媒に漏出しなかった。このことから、得られた膜においては、ボロン酸エステル結合を介してポリビニルアルコールがベンゼンジボロン酸で架橋され不溶化されるとともに、ボロン酸結合型アゾ化合物もその不溶化されたポリビニルアルコールに安定に結合していることが示された。
作製した膜を水銀イオンや鉛イオンの水溶液に浸漬したところ、ボロン酸結合型アゾ化合物との相互作用に起因する黄色から赤色への色変化が観察され、当該溶液が種々の固体材料にケモセンサー膜を提供する分子インクとして機能することが示された。
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