非晶質フォトクロミック分子固体表面の光制御とナノ分子転写の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14654136
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 河合 壯 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (40221197)
• 研究分担者: 小畠 誠也 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (00325507)
• キーワード: フォトクロミック分子 / アモルファス / ガラス転移温度 / 屈折率 / 蛍光 / 単一分子蛍光計測

研究概要

フォトクロミック分子からなる低分子量アモルファス分子固体薄膜を作製した。従来型のフォトクロミック分子であるジアリールエテンに剛直でかさ高い置換基を導入することにより、新たにアモルファスフォトクロミック分子の開発に成功した。アモルファスジアリールエテンは、固体状態で高い光化学反応性を示した。さらに、固体状態におけるフォトクロミック反応に伴って極めて大きな屈折率変化を示すことが明らかになった。さらに固体薄膜状態において、極微小領域のフォトクロミック反応を誘起する目的で、近接場光学顕微鏡を用いて微小光ファイバー先端からの近接場光を照射した。その結果、90nmの微小領域のフォトクロミック反応に成功した。さらにフォトクロミック分子材料として新たにターフェニル誘導体を合成し、そのフォトクロミック反応を検討した。ターフェニル誘導体ではフォトクロミック反応に伴ってπ共役系のスイッチングが可能であり、この特性を利用することでフォトクロミック反応に伴って分子間相互作用を大きく制御できることを実証した。また、分子転写に伴う分子の移動を高感度に検出するために単一分子蛍光検出システムを構築し、高分子薄膜上に存在する単一分子からの蛍光検出に成功した。さらに、アモルファス薄膜に表面修飾したガラス基盤を押し当てることにより、分子を基板上に写し取ることに成功した。すなわち、分子転写に伴う蛍光信号の変化を始めて検出した。

研究成果

• [文献書誌] T.Kawai, T.Iseda, M.Irie: "Photochromism of Triangle Terthiophene Derivatives as Molecular Rerouter"Chemical Communication. 2004. 72-73 (2004)
• [文献書誌] M.S.Kim, H.Maruyama, T.Kawai: "Refractive Index Changes of Amorphous Diarylethene Having 2,4-Diphenylphenyl Substituents"Chemistry of Materials. 15,23. 4539-4543 (2003)
• [文献書誌] S.Takami, S.Kobatake, T.Kawai: "Extraordinarily High Thermal Stability of the Closed-ring Isomer of 1,2-Bis(5-methyl-2-phenylthiazol-4-yl)perfluorocyclopentene"Chemistry Letters. 23、12. 892-893 (2003)
• [文献書誌] T.Fukaminato, T.Kawai, M.Irie: "Fluorescence of Photochromic 1,2-Bis(3-methyl-2-thienyl)ethene"Journal of Physical Chemistry, B. 107、16. 8372-8377 (2003)
• [文献書誌] C.Okabe, N.nakabayashi, N.Nishi, T.Fukaminato, T.Kawai: "Picosecond Time-Resolved Stokes and Anti-Stokes Raman Studies on the Photochromic Reactions of Diarylethene Derivatives"Journal of Physical Chemistry, A. 107、14. 5384-5390 (2003)
• [文献書誌] T.Kawai, M.S.Kim, T.Sasaki: "Fluorescence switching of photochromic diarylethenes"Optical Materials. 21、1. 275-278 (2003)