2022 Fiscal Year Annual Research Report
磁気－光学活性ヘリカル磁性高分子の合成と磁気的性質
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20K05626
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
後藤 博正 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40292528)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 磁性 / ヘリカル / キラル / 高分子 / 導電性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液晶や生体材料などの高次構造を有する材料を使用することで、テンプレート由来の構造を転写させたポリマーの合成を行った。液晶中でモノマーを化学重合によるオリゴマー化し、引き続いて電解重合を行うW-STEP重合を開発した。コレステリック液晶作成のためのキラルインデューサーとして天然キラル物質も用いた。液晶中での電解重合の指示塩としてテトラシアノキノジメタンを用いた系を開発した。これにより電荷移動錯体型のキラルポリマーを得た。2種類のモノマーユニットからなるキラルポリマーブレンドの作成や天然繊維やキラルな生理活性物質とコンポジットを作成し、キラルな磁性コンポジットの作成を行った。ポリマー型のコレステリック液晶を示すヒドロキシプロピルセルロース中で側鎖にニトロキシラジカルをもつポリアニリン誘導体を合成し、磁性を電子スピン共鳴(ESR）、超伝導量子干渉計(SQUID)で評価した。また、液晶中で主鎖型らせん高分子のポリフェニルイソシアニドの精密合成を行った。合成後のポリフェニルイソシアニドの磁場配向を行ったところ、磁場印加方向に明確に応答した異方的な凝集体が確認され、この手法による高分子磁場配向を確認した。放射光Ｘ線回折では異方的な配向によるらせん主鎖間の繰り返し構造を確認した。
ポリチオフェン骨格を有する立体規則性の高いキラル磁性ブロックコポリマーのリビング重合型の合成を行った。磁性ブロックとしてフェノキシラジカルを導入した。もう一方のモノマーブロックの側鎖にはキラルな置換基を導入した。この磁性をESR、SQUIDで評価した。
以上、磁性と光学活性を併せ持つ高分子物質の合成と物理化学的な物性の評価を行った。本報告は、ポリマーキラル磁石や高分子スピンエレクトロニクスへの新たなアプローチを提供する。また高分子の精密合成を基盤とする磁気－光学活性芳香族リビング重合への方向性を示すことができた。
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