2013 Fiscal Year Annual Research Report

元素ブロックの配列制御による光応答性有機シリカの創製

Publicly Offered Research

Project Area	Creation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number	25102508
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	下嶋敦早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90424803)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords	光応答性材料 / 無機有機ハイブリッド / 自己組織化
Research Abstract	本研究課題では、光応答性の有機分子とシリル基（またはシロキサン）部位からなるビルディングブロックの設計と高分子化制御により、新しい有機シロキサン系の光応答性ハイブリッド材料を合成することを目的としている。H25年度は、光応答性分子であるアゾベンゼンの片側にアルコキシシリル基が結合した分子の加水分解・縮重合過程での自己組織化により、規則構造を有するハイブリッド薄膜を合成し、その構造と光応答性について調査した。置換基としてアリロキシ基（-OCH2CH=CH2）を有するアゾベンゼンに対して、Pt触媒下でのヒドロシリル化反応により-Si(OEt)nMe3-n (n = 2または3)基を導入した。エタノール溶液中でこれらの分子は、UV/Vis照射により可逆的に光異性化した。これらの分子の加水分解反応をTHF溶媒中で進行させた後、得られた溶液をガラス基板上にスピンコート・乾燥することによって薄膜試料を得た。X線回折により生成物はラメラ構造を有することが確認された。出発分子のアルコキシ基の数(n)によって層の繰り返し周期(d値)が異なり、層間におけるアゾベンゼンの配列状態が異なることが示唆された。シロキサン結合の形成は固体29Si MAS NMRによって確認された。次にこれらの薄膜試料の光応答性について調査した。キセノンランプを用いた5minのUV/Vis光照射によって部分的ではあるが可逆的なtrans-cis異性化を示すことが吸収スペクトルにより示された。それに伴い、X線回折においてわずかではあるが、ピークの可逆的なシフトが見られた。興味深いことに、n = 3の場合はUV照射によってd値の減少を示したが、n = 2の場合、逆にd値の増加を示した。以上の結果より、光照射によって構造を変化する新しい光応答性材料の合成が示された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題の目的である、光応答性分子の合成、自己組織化による規則構造の形成、光応答性発現がすべて達成されているため。
Strategy for Future Research Activity	今後は、より効率的にかつ大きな構造変化を引き起こすための分子設計について検討する。