メゾスコピック化学のための方法論開発と探索の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07309022
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 増原 宏 大阪大学, 工学部, 教授 (60029551)
• 研究分担者: 宮坂 博 京都工繊大, 繊維学部, 助教授 (40182000) ; 玉井 尚登 関西学院大学, 理学部, 助教授 (60163664) ; 三澤 弘明 徳島大学, 工学部, 教授 (30253230) ; 福村 裕史 大阪大学, 工学部, 助教授 (50208980)
• キーワード: メゾスコピック化学 / メゾスコピック反応 / 光電荷分離 / サイズ効果 / STM / 近視野光学顕微鏡 / 単一高分子微粒子 / 表面ラフネス

研究概要

数十nmから光の波長オーダーのメゾスコピック領域の構造、物性、機能を分子レベルで理解することを目的に、異なる視点から総合的に研究調査した。とくにクラスター形成、水素結合ネットワーク、高分子のからみ合い等構造的側面にとどまらず、分子拡散、対流、溶液の極性や粘性、pHの勾配のゆらぎ等メゾスコピック領域の反応も含めた動的側面に着目した。従来にないこのようなアプローチを可能とするためには、微小領域の時間分解計測、分光法、分析法の開発が必要不可欠であり、その視点を導入してメゾスコピック新現象の探索解明をはかった。おもな成果は以下の通りである。(1)メゾスコピック光反応の解析として、高分子吸着状態における光電荷分離、再結合過程の解析、表面反応、固液界面層反応、クラスターとメゾスコピック分子集合体の光反応を取り上げ、問題点を整理した。(2)メゾスコピック反応の開発として、微小領域における光異性化、光誘起振動反応、単一高分子微粒子の作製、レーザー分子注入による表面層電荷移動反応に注目し、その最近の進歩と可能性についてまとめた。(3)メゾスコピック機能の制御の例として、近視野光学顕微鏡による微小光化学、STMによる固液表面反応の制御、高分子表面ラフネスのSTMによる制御、有機分子結晶のサイズと光機能と相関について討論した。(4)メゾスコピック化学現象の探索と解明の総括を目的に2回研究会を行った。成果として研究報告書を出版した。

研究成果

• [文献書誌] H.B.Kim,M.Hayashi,K.Nakatani,J.Hotta,N.Kitamura,K.Sasaki,H.Masuhara: "In Situ Measurements of Ion-Exchange Processes in Single Polymer Particles:Laser Trapping-Microspectroscopy and Confocal Fluorecesce Microspectroscopy." Anal.Chem.Vol.68 No.3. 409-414 (1996)
• [文献書誌] H.Fukumura,Y.Kohji,H.Masuhara: "Laser implantation of fluorescent molecules into polymer films" Applied Surface Science. Vol.96-98. 569-571 (1996)
• [文献書誌] T.Asahi,Y.Matsuo,H.Masuhara: "Localization of a charge transfer excited state in molecular crystals:a direct confirmation by femtosecond diffuse reflectance spectroscopy" Chem.Phys.Lett.Vol.256. 525-530 (1996)
• [文献書誌] K.Watanabe,T.Asahi,and.H.Masuhara: "Scavening Dynamics of Photogenerated Holes in Poly(N-vinylcarbazole)Films" J.Phys.Chem.Vol.100 No.47. 18436-18444 (1996)
• [文献書誌] S.Hashimoto.T.Mutoh H.Fukumura,H.Masuhara: "Diffuse reflectance laser photolytic studies of naphthalene,biphenyl and some aromatic hydrocarbons adsorbed in the cavities of faujasitic zeolite" J.Chem.Soc.,Faraday Trans. Vol.92 No.19. 3653-3660 (1996)
• [文献書誌] T.Asahi,Y.Matsuo.and H.Masuhara: "Electronic Structure and Dynamics of the Excited State in CT Microcrystals as Revealed by Femtosecond Diffuse Reflectance Spectroscopy" J.Phys.Chem.(in press). (1997)