有機-無機ハイブリッド棒状組織体成長過程の界面光制御

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界面活性剤の集合体を鋳型として合成される有機-無機ハイブリッド(メソポーラス材料)は新たな材料研究のターゲットとして近年様々な側面から盛んに研究が進められている。現在はその合成・調製面の仕事が先行しており、ハイブリッド材料で期待される機能(触媒機能、導電機能、光学機能、物質分離機能等)を十分発揮させるためにはそのメソ組織体の配向制御が不可欠である。しかしほとんどの材料は粉体で得られており、構造の配向制御を目指した薄膜作成に関する研究は大幅に立ち遅れてきた。配向した薄膜状のメソポーラス材料作成法の確立は今後の重要な課題である。本研究の成果で、偏光照射という簡便なプロセスによりハイブリッド組織体を配向させることが可能となった。アゾベンゼン単分子膜の偏光応答を利用してその上にポリシラン薄膜を作成しエピタキシャル的作用により主鎖配向制御を施して配向の固定化を行った。さらにこの上にゾルゲル法によりメソポーラスシリカの堆積を行ったところ、予め照射した偏光方位に依存して棒状チャネルが配向することが分かった。材料のチャンネル構造はX線回折測定および透過型電子顕微鏡観測により確認した。チャンネル径は3.3nmであり、そのシリンダー状細孔が蜂の巣状に並んでいることがわかった。このような操作はマスクにて光照射することで容易に微細パターニングすることも可能となった。本研究の成果によりメソチャネルの利用技術が大幅に拡大するものと期待される。