Construction of Nanostructured Materials Using Cyclic Alcohol Derivatives, Control of Their Physical Properties, and Their Applications

本課題は、既存のオルガノゲル化剤ではあまりない、50 nm以下のより細いファイバーを形成可能なAG誘導体の合成を達成するとともに、分子構造とファイバー径との相関を解明し、物性制御を目指すことにある。本年度は1年目に合成したC14GABA-AGを鋳型として使用しシリカに転写できるか検討を行った。最初に開発したC16AGゲル化剤のファイバー径が200nmだったのに対し、C14GABA-AGゲル化剤のファイバー径は50nmであり、より細いファイバーとして転写できると期待した。Tetraethyl Orthosilicate, アンモニア水, 水混合溶液に溶かしてゲル化、その後１か月放置してできたシリカを800℃、2時間焼成したものをFE-SEM観察した。予想に反し、細いファイバーを形成せず、ファイバーに沿って球状のシリカが結合している構造が得られた。これは、C16AGと比較してC14GABA-AGは疎水性が低く、ファイバー上にシリカが結合しやすく結晶化が進みやすかったのではないかと推測する。また、1%C14GABA-AG/80%aq.EtOHでゲルを作ったのちにドーパミン水溶液を入れてファイバーをドーパミンコートしようとしたが、ドーパミンが大量に結合しファイバー状にならなかった。以上の結果よりファイバーを転写するにはC16AGが優れていることが分かった。また、GABAに分岐を有する脂肪酸の導入も検討した。脂肪酸鎖の付け根に分岐がある2-Hexyl-decanoic acidと、末端に分岐があるIsostearic acidをGABAにアミド結合にて導入後、AGの水酸基に導入した。これら誘導体はC16AGと直鎖脂肪酸を導入したGABA含有AGの物性の中間的な粘度、弾性率を示し、GABAに導入する脂肪酸の種類によりゲル物性をコントロールできることが判明した。

本課題は、既存のオルガノゲル化剤ではあまりない、50 nm以下のより細いファイバーを形成可能なAG誘導体の合成を達成するとともに、分子構造とファイバー径との相関を解明し、物性制御を目指すことにある。本年度は1年目に合成したC14GABA-AGを鋳型として使用しシリカに転写できるか検討を行った。最初に開発したC16AGゲル化剤のファイバー径が200nmだったのに対し、C14GABA-AGゲル化剤のファイバー径は50nmであり、より細いファイバーとして転写できると期待した。Tetraethyl Orthosilicate, アンモニア水, 水混合溶液に溶かしてゲル化、その後１か月放置してできたシリカを800℃、2時間焼成したものをFE-SEM観察した。予想に反し、細いファイバーを形成せず、ファイバーに沿って球状のシリカが結合している構造が得られた。これは、C16AGと比較してC14GABA-AGは疎水性が低く、ファイバー上にシリカが結合しやすく結晶化が進みやすかったのではないかと推測する。また、1%C14GABA-AG/80%aq.EtOHでゲルを作ったのちにドーパミン水溶液を入れてファイバーをドーパミンコートしようとしたが、ドーパミンが大量に結合しファイバー状にならなかった。以上の結果よりファイバーを転写するにはC16AGが優れていることが分かった。また、GABAに分岐を有する脂肪酸の導入も検討した。脂肪酸鎖の付け根に分岐がある2-Hexyl-decanoic acidと、末端に分岐があるIsostearic acidをGABAにアミド結合にて導入後、AGの水酸基に導入した。これら誘導体はC16AGと直鎖脂肪酸を導入したGABA含有AGの物性の中間的な粘度、弾性率を示し、GABAに導入する脂肪酸の種類によりゲル物性をコントロールできることが判明した。