| 研究概要 |
1.単分散ポリマー修飾シリカの調製と有機溶媒中でのコロイド結晶形成
エタノールに分散した粒径136nmのコロイダルシリカと末端トリメトキシシリル基をもつポリ(無水マレイン酸-スチレン)(P(MA-ST))またはポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)の反応によって、単分散なP(MA-ST)/SiO_2およびPMMA/SiO_2の調製に成功した。これらの粒子がアセトニトリルなどへの有機溶媒中において、コロイド結晶が形成することを見出し、この結晶化における臨界体積分率と溶媒、グラフトポリマー量およびその分子量の関係について明らかにした。
2.ポリマーゲル中へのコロイド結晶の固定化
アセトニトリルなどの有機溶媒中でのコロイド結晶が形成する複合粒子分散系へ、メタクリル酸メチルと1,2-(ジメタクリロイルオキシ)エタンを添加して、紫外線照射によるラジカル重合によってゲル化を行ったところ、コロイド結晶構造を保持したオルガノゲルの生成に成功した。また、コロイド結晶が形成した系へのN-アルキル-L-アミノ酸誘導体添加による物理ゲル形成に基づく固定化も可能であることを明らかにした。この物理ゲル中への固定化は、体積収縮を伴わないので、フォトニック結晶作製に有望な方法であることが明らかになった。
3.ゲル固定化コロイド結晶の固化
上記方法で得られたゲルをビニリデンオキソラン中へ浸して、アセトニトリルと溶媒交換後、再び光照射によるラジカル重合を行ったところ、コロイド結晶構造を保持した堅いポリマーブロックが得られた。このポリマーの断面のSEMおよびTEM観測から、シリカ粒子の規則配列が確認された。また、モノマーにメタクリル酸メチルを用いると、透明なシリカ配列フィルムを得ることができた。
4.ゲル固定化コロイド結晶の光電効果
ポリマーゲル中へ固定化したコロイド結晶へ交流電場を印加したところ、結晶格子の振動が観察され、フォトニック結晶への応用が示唆された。
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