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平成29年度の研究実績：メタロ超分子ポリマーは、金属イオンと有機配位子の錯形成により得られる超分子型のポリマーである。メタロ超分子ポリマーにおける効率的な電子移動を目指して、ポリマー内のイオン移動性の向上を検討した。具体的には、カルボキシル基を導入した新たな非対称型有機モジュールを設計した。ターピリジン部位とピリジン部位のクロスカップリングを経て、目的とする非対称型有機モジュールを合成した。この非対称型有機モジュールと白金イオンを段階的に錯形成させることで、双極子モーメントの向きが揃ったメタロ超分子ポリマーを合成した。電極表面にポリマーが接続できるアンカー分子を導入することで、ポリマー鎖の双極子モーメントを揃えて、電極表面にポリマーを集積させた。得られたポリマー膜に対極を蒸着し、デバイスを完成させた。得られたデバイスに電圧を印加し、流れる電流値を測定した。その結果、ポリマー鎖の双極子モーメントの向きによる整流機能が発現することを見出した。一方、ポリマーの凝集構造を明らかにするために、走査型電子顕微鏡測定を行った。その結果、ポリマー鎖同士は凝集し、約300ナノメートルの太さのバンドル構造を形成していることが判明した。更に、このポリマーをイミダゾールの蒸気にさらすと、有機モジュールのカルボキシル基によって、イミダゾール分子がバンドル内部に取り込まれ、バンドルが膨潤する様子が確認できた。ポリマー鎖間の相互作用の変化が、外部刺激によって制御できることを見出した。
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