遷移金属を含む低次元性化合物と有機分子との複合化による機能性材料の創製

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本研究は、層状あるいは一次元的な構造の遷移金属を含む化合物をホストとし、この層間に電子受容、電子供与の性質を持つ有機分子、あるいは導電性高分子をインターカレーションさせ、遷移金属を含む低次元化合物と挿入された種々の性質を持つホストとの相互作用などによりホストとゲストのそれぞれが異なる機能を分担した新しいタイプの機能性材料を創製しようとするものである。本年度は、VPO_4・2H_2Oをホストに、アニリンおよびピロールをゲストとして、層間における導電性高分子の、インターカレーション・重合を試みた。ゲストは、液体、溶液(THF)および気相の状態でホストと反応させた。いずれのゲストにおいても反応後ホストの層間距離は変化し、種々の分析の結果層間でのポリアニリンおよびポリピロールの生成が認められた。アニリンとの反応においては、生成物の層間距離がホストのものより短いもの、層間距離が長くて水分子を共に含むもの、および広がった層間にアニリンのみを含むものの3種類の生成物が得られた。しかし、生成したポリアニリン量は少なく、また重合度の低いものであり、複合体および取り出した高分子の電気抵抗は非常に大きいみのであった。一方、ピロールをゲストとする場合にはいずれの状態のピロールとも生成物の層間距離がホストのそれより短いものが得られた。層間のピロール量は、気相、液体、溶液の順に大きくなり、また常に層間に水が共存した。アニリンの場合と比較すると、ピロールの場合はモノマー量も少なく、重合度も大きいようで、ホストに比べて非常によく電気を流すようになった。アニリンの場合は生成物の酸化状態の変化による電気伝導度の変化を、ピロールの場合はさらに合成条件を変化させて電気的性質との関連性を検討する必要がある。