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高分子配位子鎖上に、酸素分子結合の動的および平衡挙動の異なる一連のポルフィリン錯体が週続して結合した「集積型」のポルフィリン高分子錯体を構築、これら錯体から擁膜を作成、膜内に選択的かつ多量に取り込まれた酸素分子が、ポルフィリン錯体の集積場内を結合脱着を繰り返しながら拡散する動的過程を高速分光および透過測定から同時解析し、酸素が選択的に透する促進輸送現象として実証することを目的した。
(1) 1-ビニルイミダゾール、4(5)-ビニルイミダゾール、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、4-イミダゾリルメチルスチレンとオクチルメタクリレートとの共重合体とピケットフェンスコバルトポルフィリン(COP)の集積錯体から柔軟な赤色透明膜を得た。酸素の結合平衡定数は芳香族アミンの塩基性とともに増加、特に分子内での水素結合ある(4)5-ビニルイミダゾール共重合体は高い酸素親和性を示した。フッ化アルキルメタクリレートとの共重合体配位子では、作動寿命が著しく延長された。
(2) 塩化ビニリデン共重合体とCoP錯体から、緻密かつ強靭な膜を作成、CoPを経由した酸素の膜透過(促進輸送)を明瞭に観測した。酸素配位の膜内in situ分光解析と透過挙動のシュミレーション(二元モデル)から、CoP錯体間をホッピングして移行する酸素の拡散定数が算出できた。
(3) 1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジンの各共重合体とCoPの錯体から順次成膜し、3層薄膜を作成した。積層CoP膜の酸素結合平衡曲線は単独膜の加算平均に合致し、広い酸素分圧範囲で酸素結合に応答する膜となった。現在、この3層積層膜で酸素の促進輸送を測定している。
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