研究課題
本研究計画では、ジチエニルケトンとジエチニルベンゼンからなる共重合ポリマーを合成し、その直鎖状、あるいはらせん状の高次構造を溶媒極性により制御し、らせん状構造において生じる内部空孔にさまざまなゲスト分子を包摂することを目指している。特に、カーボンナノチューブの包摂が達成された場合は、ポリマーのらせん構造に対応した、らせん形カーボンナノチューブのみが選択的に包摂され、溶媒に可溶化されるものと期待している。本年度は、前年に引き続いて各種誘導体のポリマーを合成し、それらの溶媒極性に応じた高次構造の変化について検討を進めた。その結果、ジチエニルケトン部にポリエチレングリコール鎖を導入したポリマーの1H NMRスペクトルが、溶媒極性の変化に対して鋭敏な応答を示し、極性溶媒中で主鎖の凝集が起こっていることが強く示唆された。さらに、ゲスト包摂挙動についても検討したところ、キラルゲストの添加によって分裂形のCDスペクトルが観測され、かつそのCDシグナルの符号が温度変化によって逆転することを見出した。これは、ポリマー主鎖の凝集がらせん形で起こっており、このらせんの巻き性が温度によって反転していることを示唆する結果であり、大変興味深い。
2: おおむね順調に進展している
本年度は、新たに設計しなおしたジチエニルケトンとジエチニルベンゼン誘導体の共重合ポリマーを合成し、その高次構造の刺激応答性について検討した。各種スペクトル測定の結果、このポリマーは、非極性溶媒中でランダムコイル構造をとるが、極性溶媒中では主鎖の凝集を起こすことがわかった。ポリマーの極性溶媒溶液にキラルゲストを添加すると、明確な分裂型CDスペクトルが観測され、ポリマーは凝集構造においてらせん形をとっているものと考えられる。興味深いことに、温度の変化によってこのCDシグナルの符号は逆転し、高温および低温環境で、それぞれ逆巻きのらせん構造を形成している可能性が示唆された。これは非常に珍しい現象であるため、次年度により詳細に追及したい。以上の予期せぬ発見もあり、本研究計画の達成度は、「順調に進展している」と判断できる。
次年度は、各種溶媒に溶かしたポリマーを基板にキャストし、AFM観察を行うことで、ポリマーが形成する凝集構造がらせん形であることをより直接的に証明する。また、キラルゲストによるらせんの巻き性の誘起について詳細な検討を進め、温度変化に応じた巻き性の逆転について、その機構を明らかにする。さらに、ポリマーの包摂によるカーボンナノチューブの可溶化を検討する。すなわち、極性溶媒にカーボンナノチューブとポリマーを分散し、可溶化した上澄み部のみをデカンテーションして、ポリマーに包摂されたカーボンナノチューブのみを単離した後、溶媒を非極性溶媒に置換して再びカーボンナノチューブを不溶化し、ポリマー形成するらせん形の空孔に合致したカーボンナノチューブの精製を達成する。このようにして得られたカーボンナノチューブの特性を評価し、本手法による精製の効果を明らかにする。
すべて 2016 2015
すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)
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