配向高分子薄膜作成とその光機能性評価

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本研究は、高分子薄膜作成法及び高分子薄膜中の色素分子の配向・分布制御法を確立し、これらの方法で得られた高分子薄膜の光機能性を調べることを目的とする。本年度は、特に高分子Langmuir-Blodgett(LB)単分子膜及び累積膜に重点をおいて研究を進めた。高分子LB膜の構造と、層内及び層間で起こるエネルギ-移動・伝達との関係を定量的に評価し、光機能性LB膜設計の基本的指針を確立しようとした。また光異性化反応による高分子液晶構造制御と低分子液晶の配向制御を行う方法を確立した。主な成果は次のとおりである。1.高分子LB膜中の発色団の分布:発色団をポリマ-に結合した非晶性高分子においては発色団の凝集が抑えられて、発色団は均一に分布していることが分った。光機能性LB膜を設計するうえで、高分子LB膜が優れた特性を持つことを明らかにした。2.層間励起エネルギ-伝達:発色団をもつポリマ-のLB累積膜の上に励起エネルギ-アクセプタ-をもつ層を積んだ系について、発色団を励起レアクセプタ-にエネルギ-が捕捉される挙動を解析した結果、カルバゾ-ル基では約10nmの層間エネルギ-伝達ろが起こることを明らかにした。3.層間励起エネルギ-移動:エネルギ-ドナ-層とエネルギ-アクセプタ-層の間にスペ-サ-層を挟み、スペ-サ-層数を変えることによってエネルギ-移動の層間距離依存性を明らかにした。また各層に1種数の発色団を含む単分子膜を累積してヘテロ累積膜を構成し、3種類の発色団間でエネルギ-移動を起し、層間エネルギ-移動の方向性を累積膜の配列順序によって制御できることを示した。4.光異性化反応による高分子液晶の構造制御:アゾ基をゲスト分子として含む液晶系において、アゾ基のトランス-シス光異性化によって液晶-等方相の転移を起して、液晶形成能を光制御することを可能にした。