| 研究課題/領域番号 |
01470067
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
遠藤 忠 東北大学, 工学部, 助教授 (30176797)
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| 研究分担者 |
佐藤 次雄 東北大学, 工学部, 助教授 (90091694)
島田 昌彦 東北大学, 工学部, 教授 (80029701)
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| キーワード | 色素 / 粘土鉱物 / インタ-カレ-ション / 螢光材料 / クマリン / モンモリロナイト / レ-ザ-材料 / ロ-ダミン |
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| 研究概要 |
層状構造を有する粘土鉱物は、その結晶構造の二次元性に伴う特徴から、様々な機能の設計できる材料系として期待されている。本研究では、キサンテン系及びクマリン系色素を用いて層間への吸着反応を行ない、その配列/分布状態と光学的特性との関係を明らかにすることとした。
前年度において、ピロニンの溶媒として非プロトン性極性溶媒であるN,NーDimethyl Formamide(DMF)を用いると、モンモリロナイト層間ではNa^+イオンを介してキサンテン核が開裂反応を起こす可能性を指摘したが今年度はクマリン系の場合に、DMFが溶媒和し様々な状態で層内に配列することを系統的に調べた。クマリン4について例示すると、クマリンに対するDMFの量(〜20% CEC)と層間距離(14.4Aー13.4A)との関係は、乾燥条件の違いに依存し、粉末x線回折の結果からクマリンの配列状態が議論それた。また、中性もしくはアニオニックな形でクマリンが層間吸着していることが、蛍光スペクトルの測定結果などからわかった。更に、クマリンの中性もしくはアニオニックな形を示唆する各々390nmと440nmのピ-ク強度が、励起波長によっても変化することを見いだした。プロトンの授受と励起状態との安定性に関する検討は今後の課題とされるが、エキサイプレックスの存在と絡んで興味深い知見である。
先にクマリン1を用いた系では、モンモリロナイト粘土の懸濁液よりフイルムを作成し、層間距離が13.0Aと18.5Aとの二段階に変化することを明らかにした。本研究ではクマリン1の溶媒として、シクロヘキサンが有効であることを見いだし、最大約20Aの層間距離をもつ複合体を作成できた。この層間吸着過程を詳しく検討した結果、複合層を形成しながら反応の進行していることが明らかになった。また、吸着量によって蛍光最大波長がブル-シフトした。
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