無機構造体をテンプレートとする重合による高分子材料のサブミクロン構造構築

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最終年度では、電解酸化アルミナ層の構造を基本構造とし、アルミナ微細孔内でのモノマーの重合反応を行い、アルミナ/アルミニウム層の除去により微細突起構造を有するポリマー表面の構築を検討した。さらに得られる高分子材料に化学的表面機能を持たせること、ならびに、この高分子構造の無機材料へのさらなる転写を検討した。この手法の展開として、微細孔アルミナ表面にあらかじめ単分子層の官能基を導入しておくことで、得られる高分子表面に、対応する化学的性質を発現させようというものである。具体的には、アルミナ表面に重合性官能基を有するシランカップリング剤を導入後、モノマーを流し込み共重合を行い、アルミナ/アルミニウム層を除去することで、表面がシラノール基で覆われた高分子材料を作製することを行った。その一つに、まず長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を反応させ、光反応性ガスに暴露下の条件で、光照射することにより、アルミナ表面にクロロカルボニル基を導入し、p-ビニルベンジルアミンと反応させることでアルミナ表面に重合性官能基が導入できた。また、メタクリルアミド型のシランカップリング剤をアルミナ表面に導入して構造転写を行い、高分子材料表面にシラノール基を導入することも行ったが、どちらの方法においても、高分子表面にシラノール基を導入できた。構造のさらなる転写に関して、このように導入した高分子表面に共有結合しているシラノール基から、ゾルーゲル法により表面にシリカ層を成長させることで、微細構造を有するシリカ層を得ることができた。この微細構造を有するシリカ層はさまざまな無機材料として期待できる。ここでは、ハイブリッドの状態でシリカ表面に金コーティングを行い、高分子層を除去することで金コーティング微細孔シリカを構築できた。