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本研究では、光や熱などの外部刺激に応答することにより特定の金属ィオンを選択的に分離することのできる新規材料の設計開発を行ってきた。また、金属イオンを分離するための材料開発にとどまらず、特定の金属イオンの定性・定量分析を行うことのできる金属イオン認識材料の開発も目的とした。
1、ポリアミンを基盤とする新規材料の開発
ポリアミンの両端にアントラセンおよびペンゾフェノンを結合させた分子、ならびに2つのアントラセンを対極に配置した環状ポリアミン分子を開発した。これらの分子は、金属イオンに対する包摂選択性に加えて、金属イオンへの配位にともなうポリアミンの構造変化により、発光挙動を変化させる特性を有している。本研究で合成した分子を用いることにより、金属イオンの分離のみならず、特定の金属イオンの定性および定量が可能な新規キレート分子になりうることを明らかにした。
2、感温性ポリマーを基盤とする新規材料の開発
感温性ポリマーであるN-イソプロピルアクリルアミド(polyNIPAM)にポリアミンおよびアントラセンを修飾した簡単な構造を有する発光型高分子を合成した。本ポリマーは、低温、低pH領域において強い発光が見られるが、温度の上昇にともない発光強度の減少が確認された。このように蛍光強度が減少するのは、高温、低pH領域においてのみ強く凝集したポリマー塊が生成することによって、内部のアントラセンが励起光を吸収できなくなるためである。したがって本ポリマーは、特定の温度およびpHに応答したポリマーの構造変化にともない発光強度を変化させることのできる新規材料として機能することを見出した。
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