らせん状液晶性共役系高分子の創成とキラル発光材料の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14205135
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 赤木 和夫 筑波大学, 物質工学系, 教授 (20150964)
• 研究分担者: 後藤 博正 筑波大学, 物質工学系, 講師 (40292528)
• キーワード: 液晶性 / らせん構造 / 共役系高分子 / キラルネマティック液晶 / 光学活性 / キラル発光 / 直線偏光 / 円偏光

研究概要

らせん構造と液晶性をもつ芳香族π電子共役系高分子を創成し、液晶性と円偏光二色性および光の三原色(RGB)に対応する発光性を生かして、直性偏光発光のみならず円偏光発光(キラル発光)を有する従来にない高分子光学材料を開発することを目的として、以下の研究を行った。
[I]まず液晶基を側鎖に一置換あるいは二置換した側鎖型液晶性ポリパラフェニレン誘導体を合成した。次に軸不斉キラルビナフチル化合物に液晶基を二置換あるいは四置換したキラル化合物を合成した。この軸不斉型キラル化合物をキラルドーパントとして、上記で合成した液晶基性ポリパラフェニレン誘導体に添加し、キラルネマティック液晶相を発現させた。示差走査熱量計、偏光顕微鏡、X線回折測定を通じて、ポリマーの液晶相の同定を行った。
[2]側鎖に直接、長鎖キラル置換基を導入したフェニレン部位あるいはチエニレン部位からなるホモポリマーおよびコポリマーを合成し、主鎖型液品性を発現させるとともに、主鎖のねじれに伴うキラルネマチック液晶相を構築した。また、キラルネマティック液晶相により、らせん構造の発現を確認した。
[3]1及び2のポリマーについて、紫外可視吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルの測定を行った。有効共役鎖長や光の三原色および白色の発光、蛍光量子収率の定量的評価を行った。
[4]円偏光二色性スペクトルの測定により、ポリマーにらせん構造に基づくキラリティーの発現を確認した。蛍光円偏光二色性スペクトルの測定により、キラル発光の発現を確認した。

研究成果

• [文献書誌] H.Kuroda: "Structure and Electroconductivity of a Sheared Liquid-Crystalline Polyacetylene Derivative : Poly(5-p-(trans-4-pentacyclohexyl)phenoxy-1-pentyne)"Macromolecules. 35. 1307-1313 (2002)
• [文献書誌] H.Goto: "Synthesis and Properties of Polyaniline Derivative with Liquid Crystallinity"Macromolecules. 35. 2545-2551 (2002)
• [文献書誌] A.Goto: "Naostructures of Pyrolytic Carbon from Polyacetylene Thin Film"Carbon. 41. 131-138 (2003)
• [文献書誌] I.Osaka: "Electrical and Optical Anisotropies of Magnetically Aligned Liquid Crystalline Polythiophene and Polythienylenevinylene Derivatives"Proc. Fifth Symp. New Mag. Sc. (in press). (2003)
• [文献書誌] S.Yorozuya: "Synthesis and Properties of Chiral Thienylene-Phenylene Copolymers"Synthetic Metals. (in press). (2003)
• [文献書誌] H.Iida: "Induction of Helicity on Liquid Crystalline Poly(para-phenylene) Derivatives by Means of Chiral Dopant"Synthetic Metals. (in press). (2003)
• [文献書誌] T.Mori: "Synthesis of Vertically Aligned Helical Polyacetylene under Homeotropic Chiral Nematic Liquid Ciystel Field"Synthetic Metals. (in press). (2003)
• [文献書誌] 赤木和夫: "導電性ポリマーの開発動向"工業材料. 50. 18-21 (2002)
• [文献書誌] 赤木和夫: "ヘリカルポリアセチレン-不斉液晶場でのらせん状共役系高分子の合成と性質"高分子. 51. 961-967 (2002)
• [文献書誌] 赤木和夫: "高分子史のみどころ 導電性高分子-白川英樹"高分子. 52. 151-152 (2003)
• [文献書誌] K.Akagi: "Encyclopedia of Polymer Science and Technology"John Wiley & Son (in press). (2003)
• [文献書誌] A.Akagi: "Nanoscience and Nanotechnology"Am. Sci. Pub. (in press). (2003)
• [文献書誌] 赤木和夫(分担執筆): "21世紀版・薄膜作製応用ハンドブック"エヌ・ティー・エス社(in press). (2003)
• [文献書誌] 赤木和夫, 田中一義: "大人になるための化学入門"プラスティックに電気が通る不思議 : 白河英樹博士のお仕事(in press). (2003)
• [文献書誌] A.Akagi: "The Chemical Society of Japan : 125 Years to the future"Metallic Luster of Polyacetylene Film Drawing Gold Medal of Nobel Prize (in press). (2003)
• [文献書誌] 赤木和夫(分担執筆): "ナノ・IT時代の分子機能材料と素子開発"ポリアセチレン系(in press). (2003)
• [文献書誌] 赤木和夫(分担執筆): "ナノ・IT時代の分子機能材料と素子開発"液晶性導電性高分子の作製(in press). (2003)