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固液2相界面、特にマイカ/水溶液界面に於けるシアニン色素pseudoisocyanine(PIC)の自己組織化J会合体形成過程とそのモルフォロジーに注目して研究を行った。マイカ/水溶液界面では、J会合体は高さが数ナノメートルで、広さがサブマイクロメートルに及ぶメゾスコピックサイズの超分子的ドメイン構造を形成することを世界に先駆けて明らかにした。更に分光測定により、ドメインを形成するメゾスコピック単一J会合体はコヒーレントな会合体の集合構造であるという事が分かった。
J会合体は高発光性である点に着目し、そのモルフォロジーコントロールとその光機能性との相関を微視的に高感度に観測するために、落射蛍光顕微鏡を導入し、高感度CCDカメラを通してJ会合体をin situに観測・分光測定するシステムを構築した。このシステムを用いた観察により、鮮明に固/液界面に形成するJ会合体の超分子的メゾスコピックドメイン構造を捉えることができる様になった。
これらの知見に基づき、PICとその構造類似分子との2種類の色素混合系を用いて、分子間及び各分子と固相表面との相互作用をコントロールし、その構造・形態や光機能性の変化を調べた。その結果、バルク分光特性としては2つの色素の電子状態が均一化した混合型J会合体の形成が確認されたが、メゾスコピック領域に於けるモルフォロジー特性は不均一である事が初めて明らかとなった。更に、2種類の色素の組成比を変化させると、混合型J会合体は次第に離散的に分布するようになるが、分子の界面吸着密度には変化力海かった。これは、混合型J会合体力堺面領域で形成する際に、マイクローメゾスコピックな相分離が生じていることを証明するものである。この様に、分子の界をコントロールする事により、様々な光機能やモルフォロジーの制御が期待できるため、界面を利用した新たな物質機能性の発現を目指す界面科学の発展にとって意義ある結果を得ることができた。
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