分子の高次組織化による材料機能設計

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03204021
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 梶山 千里 九州大学, 工学部, 教授 (60037976)
• 研究分担者: 十倉 好紀 東京大学, 理学部, 助教授 (30143382) ; 岡畑 恵雄 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (80038017) ; 中原 弘雄 埼玉大学, 理学部, 助教授 (10008849) ; 藤平 正道 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (40013536) ; 妹尾 学 東海大学, 開発工学部, 教授 (40013099)
• キーワード: 高次組織化 / 機能設計 / 単分子膜 / ラングミュア-ブロゼット膜 / 自己支持型液晶膜 / 電気光学効果 / 光電変換 / 分子の認識

研究概要

1.高分子液晶/液晶複合膜は低周波電界により光散乱状態、高周波電界により光透過状態となり、光散乱ー光透過状態は電界を切ってもメモリ-される双安定型光スイッチング特性を示すことを初めて観測するとともに、複合膜の光散乱機構と光メモリ-能に対する構造因子を明らかにした。
2.認識・応答機能を持つ分離・輸送系構築を目的とした研究を引き続き展開し、剛直なスペ-サ-を持つサンドイッチ型分子認識素子が電荷移動錯体の自発的高次組織化をひきおこすこと、および光応答性キャリアを用いた分離・輸送系に関する基礎的な知見を明らかにした。
3.生体機能を模した新しい高次組織化したLB膜の構築に関し、(1)サンドイッチセルによる光応答、(2)BAMによる膜の安定性評価、(3)SーD間電子移動の距離依存性、(4)剛直結合鎖で連結したSーD化合物内の電子移動及び(5)LB膜内におけるプロトン移動、を検討した。
4.ITO電極上に数種のフェロセンスルフィドおよびスルホン長鎖誘導体のLB膜を構築し、可逆的な酸化還元反応を実現した。一方、芳香環を含むアミノ酸長鎖エステルのLB膜中で、π電子系相互の配向・充填状態を制御することにより、光物性、化学反応性に配列状態の相違が反映されることを見出した。
5.水晶発振子をLB膜の水平付着累積基板として用い、その振動数変化から累積挙動をin situで評価した。その結果、水平付着累積法は従来の垂直浸積法に比べて多くの利点を持つことを明らかにした。
6.新しい原理に基づくフォトクロミズムを示す有機固体材料の開発を目指して、光励起によって相転移を起こす可能性を検討した。アルキルウレタンを側鎖基にもつポリジアセチレン単結晶試料を使用して、ナノ秒パルス光照射による可逆的な超高効率の光誘起相転移現象を見出した。

研究成果

• [文献書誌] T.Kajiyama: "Aggregation State-Permeation Charcteristic Relationships of Self-Supported Liquid Crystalline Membranes" Polymer Journal. 23. 346-356 (1991)
• [文献書誌] A.Miyamoto: "Dielectric Property-Electrooptical Effect Relationships of Polymer/Liquid-Crystal Compsite Films" Macromolecules. 24. 3915-3920 (1991)
• [文献書誌] J.Otsuki: "Kinetics of Liquid-liquid Extraction by Micelles of Hexadecyltrimethylammonium Bromide:Theory of Simultaneous Diffusion and Solubilization-Desolubilization" Journal of Physical Chemistry. 59. 5234-5238 (1991)
• [文献書誌] T.Kondo: "Effect of Electrical Double Layers on Photoinduced Electron Transfer Quenchig of an Amphiphilic Ru(II)(bpy)_3^<2+> Derivative in Langmuir-Blodgett Films" Electrochimica Acta. 36. 1793-1798 (1991)
• [文献書誌] H.Nakahara: "Langumuir-Blodgett Films of Polyheterocyclic Compounds with Long Alkyl Chains" Thin Solid Films. (1992)
• [文献書誌] S.Koshihara: "Reversibly Photo-induced Phase Transitions in Single Crystals of Polydiacetylenes" Physical Review,Letter. (1992)
• [文献書誌] T.Kajiyama: "Inclustion Aspects Membrane Chemistry" Kluwer Academic Publishers, 45 (1991)
• [文献書誌] M.Fujihira: "Photo-electric Conversion with Langmuir-Blodgett Films" Elsevier, 20 (1991)