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2012 Fiscal Year Research-status Report

分子接合素子による自己組織化的表面機能化法の開発

Research Project

Project/Area Number 23550168
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

檀上 博史  甲南大学, 理工学部, 准教授 (70332567)

Keywords超分子ポリマー / 分子接合素子 / 分子認識 / 金属ナノ粒子 / 基板修飾
Research Abstract

環状スピロボラートを用いた機能性ゲスト分子内包型ポリマー作製と、その基板表面固定化について検討を行った。ナフタレン環6位にホモアリル基を導入した分子接合素子をイリジウム(III)錯体と共存させることであらかじめ超分子ポリマーを作製し、ついでGrubbs触媒を用いたオレフィンメタセシスにより、隣接する分子接合素子同士を共有結合的に重合させ、ゲスト分子を連続的に内包したピーポッド型ポリマーを作製した。しかしこのものは溶解性に乏しく、各種構造評価が困難であったため、次にナフタレン環4位に長鎖アルキル基を有する置換基を導入し、同様の検討を行った。その結果クロロホルム、THFなどの有機溶媒に可溶な高分子を得ることができた。このものは超分子ポリマーとは異なり、GPCによる分子量評価が可能であった。それによると数平均分子量にして約9万程度の分子量をもつ高分子であることが確認された。これらをグラファイト基板上にスピンコート法により展開し、その様子をAFMにより観察したところ、剛直なポリマー構造に由来する網目状構造が確認された。また断面プロファイルによると、この網目構造はほぼ一層のポリマーにより構築されていることも示唆された。この他電気的中性の機能性ゲスト分子に対する分子接合素子として、スピロオルトカルボナート型のツインボウル型シクロファンも新たに合成し、フラーレンに対する分子接合能評価を行った。その結果フラーレン二分子を表裏二面で同時認識する様子が結晶構造解析より明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

基板およびナノ粒子表面修飾のため、あらかじめ機能性分子を内包した一次元連鎖構造を作製し、これを固定化する方策を計画した。第一段階である機能性分子内包型ポリマーについては効率よく作製できることが確認され、また種々の構造解析も円滑に行うことができた。一方で当初の計画にある、段階的に基板上に自己組織化膜を作製することについては、均一な自己組織化膜の構築が確認されず、今後さらなる検討を要する。

Strategy for Future Research Activity

上記機能性分子内方型ポリマーの末端に残留するホモアリル基を利用した基板表面固定化や、単純にポリマー材料として基板表面にコーティングする手法などを確立することで、表面修飾法としての一般性を獲得するための検討を行う。また得られた基板およびナノ粒子の物性評価について、主に分光学的、電気化学的手法および顕微観察的手法を用いて行う。一方基板上での自己組織化膜作製については、今後チエニル基を有する分子接合素子を合成することで、アンカー基の基板に対する相互作用の強さを調節し、分子接合素子の基板上での自己組織化挙動を促進させる検討を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

各種分子接合素子およびナノ粒子の合成に必要な試薬、および各種基板に加え、走査プローブ顕微鏡(SPM)のプローブやサイクリックボルタンメトリー用電極等の構造および物性評価に必要な消耗品を調達する必要があることから、これらの購入を予定している。また研究成果を公表するための学会参加に係る費用も計上する予定である。
なお分子接合素子の基板上への固定化に関する検討が途中段階であり、現在分子接合素子へより効果的な置換基を導入する検討を行っていることから、SPM観察に係る消耗品の継続的な購入は本年度未使用の予算の中で執行する予定である。また分子接合素子のさらなる構造最適化に係る有機合成用試薬および消耗品の購入についても、次年度での合算分に含む予定である。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] A Crystal Structure of Methanesulfonate Salt of 4-(N-Methyl)pyridinium Boronic Acid2012

    • Author(s)
      Satoshi Iwatsuki, Yuki Kanamitsu, Hidetaka Ohara, Masatoshi Kawahata, Hiroshi Danjo, Koji Ishihara
    • Journal Title

      X-ray Struct. Anal. Online

      Volume: 28 Pages: 63-64

    • DOI

      10.2116/xraystruct.28.63

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polymorphisms of Aromatic Sulfonamides with Fluorine Groups2012

    • Author(s)
      Sho Terada, Kosuke Katagiri, Hyuma Masu, Hiroshi Danjo, Yoshihisa Sei, Masatoshi Kawahata, Masahide Tominaga, Kentaro Yamaguchi, Isao Azumaya
    • Journal Title

      Cryst. Growth Des.

      Volume: 12 Pages: 2908-2916

    • DOI

      10.1021/cg300098q

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tris(spiroborate)-type Anionic Nanocycles2012

    • Author(s)
      Hiroshi Danjo, Natsuyo Mitani, Yusuke Muraki, Masatoshi Kawahata, Isao Azumaya, Kentaro Yamaguchi, Toshifumi Miyazawa
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 7 Pages: 1529-1532

    • DOI

      10.1002/asia.201200162

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 「分子接合素子」~自己修復材料への新しいトリガー分子としての可能性~2012

    • Author(s)
      檀上博史
    • Journal Title

      MATERIAL STAGE

      Volume: 12(4) Pages: 61-64

  • [Presentation] 環状スピロアート型分子接合素子の調製と分子認識挙動評価2013

    • Author(s)
      岩曽一恭、檀上博史、川幡正俊、小原一朗、山口健太郎、宮澤敏文
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      草津
    • Year and Date
      20130324-20130324
  • [Presentation] スピロボラート型ナノケージの調製と会合挙動評価2013

    • Author(s)
      増田勇貴、檀上博史、川幡正俊、小原一朗、山口健太郎、宮澤敏文
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      草津
    • Year and Date
      20130324-20130324
  • [Presentation] スピロボラート型ナノサイクルの調製と分子認識挙動評価2013

    • Author(s)
      野ヶ峯亜由美、檀上博史、川幡正俊、小原一朗、山口健太郎、宮澤敏文
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      草津
    • Year and Date
      20130323-20130323
  • [Presentation] 環状スピロボラート型分子接合素子を利用したピーポッド型ナノチューブの調製2013

    • Author(s)
      村木裕亮、森井晶夫、檀上博史、川幡正俊、小原一朗、山口健太郎、宮澤敏文
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      草津
    • Year and Date
      20130323-20130323
  • [Presentation] 環状スピロボラートを保護剤とする金ナノ粒子の調製および配列制御の検討2013

    • Author(s)
      岸本友輔、檀上博史、鶴岡孝章、赤松謙祐、宮澤敏文
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      草津
    • Year and Date
      20130323-20130323
  • [Presentation] 環状スピロアート型二面性ホスト分子の分子認識挙動評価2012

    • Author(s)
      岩曽一恭、平田和也、檀上博史、川幡正俊、山口健太郎、宮澤敏文
    • Organizer
      第23回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120919-20120919
  • [Presentation] スピロボラート型ナノケージの分子認識挙動評価2012

    • Author(s)
      増田勇貴、須賀雄紀、檀上博史、川幡正俊、山口健太郎、宮澤敏文
    • Organizer
      第23回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120919-20120919
  • [Presentation] スピロボラート型ナノケージの創製と構造・機能評価2012

    • Author(s)
      檀上博史、増田勇貴、須賀雄紀、川幡正俊、山口健太郎、宮澤敏文
    • Organizer
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120526-20120526
  • [Presentation] 環状スピロボラートを保護剤とする金ナノ粒子の調製および配列制御の検討2012

    • Author(s)
      岸本友輔、檀上博史、鶴岡孝章、赤松謙祐、宮澤敏文
    • Organizer
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120526-20120526

URL: 

Published: 2014-07-24  

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