分子の高次組織化による材料機能設計

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04204017
• 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: 中原 弘雄 埼玉大学, 理学部, 助教授 (10008849) ; 岡畑 恵雄 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (80038017) ; 藤平 正道 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (40013536) ; 妹尾 学 日本大学, 理工学部, 教授 (40013099)
• キーワード: 分子の高次組織化 / 液晶膜 / 電気・光学効果 / 光駆動能動輸送 / ラングミューアーブロジェット膜 / 原子間力顕微鏡 / 光情報記録膜 / フタロシアニン累積膜

研究概要

1.スメクチック相の(高分子液晶/低分子液晶)複合系が二周波駆動によりメモリー性光スイッチング機能を示すことを見いだした。ネマチック液晶の混合によって得られる誘起スメクティック相の複合系の光スイッチング速度は著しく向上した。複合系に光応答性分子を導入し、電気、光、熱による情報の書き込み・消去機能を実現した。
2.光応答性化合物、スピロピランを組み込んだ分子集合体逆ミセルをキャリアとする光能動輸送について検討し、紫外光照射側で生成する双生イオン型メロシアニンがアミノ酸を原相から逆ミセル中の微視的極性場に選択的に取込み、可視光照射側でスピロピランに戻る過程で取込んだアミノ酸を受相に放出するという選択光駆動型能動輸送を構築した。
3.LB膜を分子デバイスの材料として利用するために、ナノメートルスケールでのLB膜の形態・状態を知ることができる走査プローブ顕微鏡の研究を進めた。特にLB膜のような絶縁性材料にも利用できる原子間力顕微鏡、摩擦力顕微鏡、表面電位顕微鏡を用いてフッ素化カルボン酸と高級脂肪酸の混合単分子膜内での相分離挙動について検討した。
4.水晶発振子を累積基板を用いてLB膜の水平付着累積を行った。水晶発振子を用いることにより、これまで定量が困難であったLB膜水平付着累積の累積比、累積時の水の取り組み、累積時の界面でのLB膜の反転挙動、などが明らかになった。
5.フタロシアニン(Pc)環にアルキル鎖を8本直接置換した数種の誘導体について、累積膜中の分子配列を各種分光法により調べた結果、Pc環は膜面に平行に、アルキル鎖はほぼ垂直に配列し、半導体性のPc環が絶縁層性で隔てられた周期構造を持つことが分かった。膜の著しい電気伝導度異方性が観測され、垂直方向に於けるその周波数依存性からホッピング伝導が支配的であることを確かめた。

研究成果

• [文献書誌] J.C.Hwang,H.Kikuchi,T.Kajiyama: "Aggregation States and Electro-optical Properties of the Induced Smectic Phase by Mixing a Nematic Liquid Crystalline Polymer and a Liquid Crystal" Polymer. 33. 1822-1825 (1992)
• [文献書誌] T.Kajiyama,H.Kikuchi,A.Takahara: "Polymer/(Liquid Crystal)Composite Systems for Novel Electro-optical Effects" Proceedings of The International Society for Optical Engineering. 1665. 20-31 (1992)
• [文献書誌] K.Araki,S.K.Lee,M.Seno: "A New Class of Metal-Dependent Selective Anion Carrier:PH-Controlled Up-Hill Transport of SCN-by Formation of Transition Metal Complex" Chemistry Letters. 493-496 (1993)
• [文献書誌] M.Fujihira,H.Kawata: "Scanning Surface Potential Microscopy for Local Surface Analysis" Chemistry Letters. 2223-2226 (1992)
• [文献書誌] Y.Okanata,K.Ariga,K.Tanaka: "Evaluation of a Horizontal Lifting Method of Langmuir-Blogett Films using a Quartz-Crystal Microscope" Thin Solid Films. 210. 702-706 (1992)
• [文献書誌] H.Nakahara,K.Fukuda,M.Shisido: "Orientation Control and Photophysical Behaviors in LB Films of Long-chain Derivatives of Amino Acid Containing Aromatic Ring" Molecular Crystal and Liquid Crystal. 218. 177-182 (1992)
• [文献書誌] T.Kajiyama: "Monolayer,Langmuir-Blodgett Films and Hybrid LB Films" Marcel Dekker Inc., 42 (1992)
• [文献書誌] M.Fujuhira: "Nanostructures Based on Molecular Materials" VCH Publishers, 37 (1992)