2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the hierarchical structural changes of a gel with a focus on the spontaneous helical winding of a perfluoroalkyl chain
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26620068
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
佐藤 久子 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (20500359)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢島 知子 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (10302994)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 振動円二色性分光法 / パーフルオロ基ゲル化剤 / 超分子キラルティ / ラングミュア・ブロジェット法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では低分子量ゲル化剤によるゲル形成をとりあげた。特に着目したのは、分子キラリティがどのような段階を経て組織化され、超分子キラリティの発現に至るかを明らかにする点である。アプローチとして、分子から超分子形成までの過程を時間と空間スケールを段階的区別して追跡する視点（階層的視点）を保持した。方法としては、振動円二色性分光法（VCD）を用いた。取り上げたのは、パーフルオロアルキル基をもつ一連のキラルゲル化剤分子である。ここでパーフルオロ部分は、フッ素原子間の立体障害から自発的にらせんを巻くことが知られている。ゲル化によってこの部分が明確なVCDシグナルを与えることを手がかりに、階層的視点から、どのような段階を経てキラルフィブリールが形成されるかの解明を試みた。
本年度は、（１）長鎖のパーフルオロ基をもつキラルゲル化剤に対して、リートベルト法による結晶構造解析に成功した。その結果、予想と異なり一本鎖でつながっている構造であることがわかった。得られた固体振動円二色性分光法の結果に基づき、フィブリールと固体状態の構造予測を行った。（２）ゲル化剤が2次元的に制限された条件下でどのような会合を示すかについて調べた。そのために、２種類のパーフルオロ基の長さの異なるゲル化剤を用いたラングミュア・ブロジェット（LB）法による薄膜を製造した。膜の表面形状を原子間力顕微鏡（AFM）で観察した。パーフルオロ基の長さによって、凝集形態が大きく異なることがわかった。ゲル化において見られた顕著な末端効果が、2次元分子膜においても反映された。すなわち、２次元上でもゲル化しやすいゲル化剤においては、フィブリールの前駆体と思われるヘリカルなロッドが形成されることがわかった。(３）フェニル基を有する含フッ素新規ゲル化剤の合成をおこない、その性質を検討した。
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