| 研究概要 |
アゾベンゼンの光異性化反応を利用し高分子ゲルの網目構造を直接的に変化させることで、高分子ゲルの物性を制御することができる。アゾベンゼンは400nm付近の光を照射することでtrans体からcis体へと変化し、可視光照射または熱的にもとのtrans体へと戻る。このtrans-cis光異性化に伴い、アゾベンゼンの長軸方向の距離は0.90 nmから0.55 nmへと変化する。ピロメリト酸二無水物pyrromellitic dianhydride (PMDA)とアゾベンゼンを含むジアミン4, 4'-diaminoazobenzene (DAA)をそれぞれ5wt%, 7wt%, 9wt%, 10wt%で重合させて得たポリアミド酸オリゴマーを三官能性アミンの架橋剤1, 3, 5-tris (4-aminophenyl) benzene (TAPB)を用いて末端架橋し、光応答性ポリアミド酸ゲル(PMDA/DAAゲル)を合成した。このポリアミド酸ゲルは、400nm付近の光を照射することで収縮し、可視光または熱で元に戻った。また、7 wt%で合成されたゲルにおいて光異性化に伴いゲルの網目サイズが0.65nmから0.43nmへ変化することが動的光散乱によって観測された。
分子動力学法により編目構造の形成過程を解析した。剛直なアミド酸オリゴマーを三官能性の架橋剤と反応させた場合には均一な網目を形成し、網目が相互に入り組んだ構造となった。柔軟なアミド酸オリゴマーを架橋剤と反応させた場合には相互に入り組んだ網目は形成されず、ミクロな領域では均一な網目ではあるが、マクロにはボイドが形成された。
この光応答性ポリアミド酸を二光子励起重合にて作成したナノホールテンプレート中で重合し、マイクロニードルアレイを作成した。このアレイに405および532nmのレーザーを交互に照射すると、マイクロニードルアレイが繊毛運動することを見出した。
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