本研究では、高分子化学と超分子化学の手法を駆使して長さが制御された単一分子幅の1次元コロイドを精密合成し、その物性を探究することを通じて、これまでのコロイド科学とは一線を画した『精密コロイド科学』とも呼ぶべき研究領域を開拓する。本研究で合成する1次元コロイドは、カーボンナノチューブや微小管などの従前の1次元コロイドとは異なり、その長さ、表面電荷の密度や分布、親水/疎水性、セグメント配列、持続長や曲率など、コロイドを特徴づける化学的・構造的なパラメータを自在に制御できることを大きな長所とする。得られた1次元コロイドの構造とその分散液の物性との相関を解明することによって、応募者が提案する『分子性1次元コロイド』の設計性の高さを示し、コロイド物性を分子論的にチューニングできることを実証する。 昨年度に合成した超分子ポリマーに関する知見に基づいて、新たなモノマー分子を設計・合成した。このモノマー分子の側鎖には、重合性の官能基に加え、アジド基を修飾した。すなわち、超分子重合とラジカル反応による超分子ポリマーの固定化によって1次元コロイドを合成し(昨年度に達成)、引き続いてアジド基へのクリック反応によって、1次元コロイドへの後期修飾・機能化が可能となると期待した。 新たに合成したモノマー分子は、これまでのモノマー分子(アジド基なし)とは異なり、有機溶媒中において著しく凝集・バンドル化した。超分子ポリマーの界面に現れたアジド基が、超分子ポリマー間の相互作用を強めているものと考えられる。超分子ポリマーの界面設計が非常に重要であることを示唆しており、『分子性1次元コロイド』の精密合成に関する重要な知見となった。
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