分子膜インターフェースの設計・創製

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09217247
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 中嶋 直敏 長崎大学, 工学部, 教授 (80136530)
• キーワード: 分子膜インターフェース / 有機単分子膜 / 二分子膜 / LB膜 / 固体電気化学 / ジアリールエテン / レドックススイッチ / サイクリックボルタンメトリー

研究概要

分子膜/電極界面情報を電気(電気化学)信号に変換するデバイス及び電極上の有機単分子膜、二分子膜を介した電極と溶液中の電気化学活性分子との電子のコミュニケーション及びその制御が可能なデバイスを分子膜インターフェイスと呼び、これらに関する本研究者の平成9年度の研究成果は以下の通りである。
1.脂質膜修飾微少電極を用いた固体電気化学
ここでは、生体細胞膜に類似の構造、機能を持つ脂質二分子膜が従来の高分子イオン伝導体の代わりとして機能するかに焦点を当てて研究を行った。新たに合成したPEG基を含む人工脂質を素材として、レドックス分子を含む脂質二分子膜フィルム修飾微少電極を作製した。サイクリックボルタンメトリー測定を気相中で行い、電子移動挙動を調べた結果、二分子膜を素材とする気相系での固体電気化学が可能であること、また、膜相転移により固体電気化学を制御できることが初めて明らかとなった。
2 マルチモード型分子機能電極の設計・作製
これまで次世代の光メモリ用素材として有力であるジアリールエテン分子に電気化学的活性基を導入した新規なフォトクロミック化合物1の合成と1の単分子膜形成能およびLB膜修飾電極の電子移動について調べた。結果は以下のようにまとめられる。(1)1/二分子膜フィルム修飾電極は、可視光、紫外光の交互照射によるジアリールエテンのレドックススイッチ特性を有する。(2)1は、開環体、閉環体いずれも単独で水面上において単分子膜を形成できる。(3)1/人工脂質のLB膜は、サイクリックボルタモグラム測定より、紫外光/可視光の交互照射によりジアリールエテンのレドックススイッチが可能である。すなわち、組織構造を有するLB膜中においても、ジアリールエテンの電気化学応答が光により制御できることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] N.Nakashima,Y.Yamaguchi,H.Eda,M.Kunitake,and O.Manabe: "Design of a Lipid Bilayer Electrical Device." Journal of Physical Chemistry. 101・2. 215-220 (1997)
• [文献書誌] Y.Deguchi,N.Nakashima: "pH-Modulated Vectorial Electron Transfer Reactins at a Self-Assembled Monolayer" Bull.Chem.Soc.Jpn. 70・4. 767-770 (1997)
• [文献書誌] N.Nakashima,T.Nakanishi,Y.Deguchi,A.Nakatani,and M.Irie: "Photoswitching of the Vectorial Electron Transfer reaction at a Diarylethene-Modified Electrode" Chemistry Letters. 1997・7. 591-592 (1997)
• [文献書誌] 中嶋直敏: "表面技術便覧" 日刊工業新聞社(印刷中), (1998)
• [文献書誌] 中嶋直敏: "最新の分離・精製・検出法" (株)エヌティー-エス, 1065 (1997)