高分子LB膜中に導入された光機能団の電子伝達過程の解析

聚合物LB薄膜中引入光官能团的电子转移过程分析

基本信息

批准号：
06239209
负责人：
宮下徳治
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高秩序な分子組織体であるLangmuir-Blodgett膜中での光反応ダイナミックス、特に光誘起電子移動過程、エネルギー移動過程を明らかにすることを目的として、研究を行った。LB膜中への光機能団(芳香族発色団)の導入LB膜中に光機能性グループを導入する試みを検討した。長鎖アルキルアクリルアミド系化合物が優れた単分子膜、LB膜形成能力を有していることが見出された。このアルキルアクリルアミド化合物のLB膜形成能を利用し、LB膜形成能を有しない種々の光機能団をコモノマーとして導入することを検討した。コモノマー分子の大きさや両親媒性により導入率は変化するが光機能性発現には支障の無い程度の導入率が得られた。N-ドデシルアクリルアミド(DDA)とコモノマーとしてLB膜形成能を有しない種々の芳香族ビニル化合物の共重合体を合成し、その単分子膜、LB膜の形成について検討した。例えば、最も基本となるスチレンの場合、種々の共重合物組成の単分子膜の表面圧(π)-面積(A)曲線の測定より、単分子膜はスチレンの導入により不安定となり、安定な凝縮膜はスチレンのモル分率が0.5以下の場合に得られることが結論された。しかし、安定な凝縮単分子膜中ではスチレンの占有面積は0.16nm^2/monomer unitの固有の一定値を有し、DDAの占有面積(0.28nm^2/monomer unit)との加成則により共重合体の占有面積は求められることが解った。同様な検討はナフタレン、アントラセン、カルバゾールなどについても行われた。ルテニウム錯体を有する高分子LB膜続いて、光レドックス活性種として、トリス(2,2-ビピリジン)ルテニウム(Ru(bpy)_3^<2+>)に代表されるビピリジンキレート型のルテニウム錯体を高分子LB膜に導入した。この高分子ルテニウム錯体の単分子膜の表面圧(π)-面積(A)曲線では錯体のモル分率の増加に伴い崩壊圧が減少し、立ち上がりの傾きが小さくなってはいるが、安定な凝縮膜の形成が示唆された。この単分子膜を、疎水処理を施した固体基板上に垂直浸漬法で累積したところ、上昇、下降とも累積比がほぼ1.0のY型の累積膜が得られた。ルテニウム錯体特有のMLCT(metal to ligand charge transfer)バンドに起因する吸収は466nmに観測されるがその吸収強度は累積層数に直線的に比例し、規則的累積が行われていることを示した。また、ルテニウム錯体の導入モル分率が0.12のLB膜の場合の一層あたりの吸光度は1.47x10^<-3>と求まった。この単分子膜を用いた光エネルギーの電気エネルギーへの変換機能について検討を行った。透明電極であるITO上にルテニウム錯体の単分子膜を累積し、電解液中に電子供与体としてチオサリチル酸を存在させ、光照射を行った。光応答性の良い光アノード電流が観測された。(バイポテンションメータの購入)

进行研究的目的是阐明光电动力学，尤其是光诱导的电子传递和能量传递过程，这是一种高度有序的分子结构。研究了将光功能组（芳香色团）引入LB膜中的一种尝试，该尝试将光功能组引入LB膜中。发现长链烷基丙烯酰胺化合物具有出色的单层和LB膜形成能力。使用该烷基丙烯酰胺化合物的LB膜形成能力，我们研究了没有LB膜形成能力作为共生体的各种光功能组的引入。尽管引入速率取决于共聚物分子的大小和两亲性，但引入速率的获得程度不与光功能的发展不干扰。合成了N-二二甲基丙烯酰胺（DDA）和各种芳香族乙烯基化合物的共聚物，这些化合物没有能力作为共生体形成LB膜，并研究了单层和LB膜的形成。例如，对于最基本的苯乙烯，可以得出结论，从测量表面压力（π）面积（a）各种共聚物组成的单层曲线（a）曲线，由于引入了苯乙烯，单层可以使单层变得不稳定，并且在稳定的凝结膜中可以得到稳定的凝结膜，而在样式素的摩尔层时可以得到下文0.5。但是，已经发现，在稳定的凝结单层中，苯乙烯占据恒定值的恒定值独有的0.16 nm^2/单体单元，并且共聚物的占用区域可以由添加性规则与DDA的占用区域（0.28 nm^2/单体单元）确定。对萘，蒽，甲壳唑等进行了类似的研究。然后将含有氟噻菌复合物的聚合物LB膜作为光毒素活性物种引入聚合物LB膜中，这是一种双吡啶螯合物晶体型剃须室，由Tris（2,2-二吡啶胺）Ruthenium（RU（bpy）_3^^<2+>），polimbrane。聚合物钌配合物的单层的表面压力（π） - 面积（a）曲线表明，衰减压力随络合物的摩尔分数的增加而降低，尽管升高的斜率减小，但建议稳定的冷凝膜的形成。该单层通过垂直浸入疏水处理在固体底物上积累，并获得了Y型累积膜的积累比几乎为1.0。在466 nm处观察到由金属到配体电荷转移（MLCT）带引起的吸收，但吸收强度与累积层的数量线性成正比，表明进行了常规积累。此外，如果引入了带有钌络合物的摩尔级分的LB膜，则确定每层的吸光度为1.47x10^<-3>。研究了使用该单层将光能转化为电能的功能。在ITO，透明电极上积累了ruthenium络合物的单层，硫酸在电解质中以电子供体的形式存在，并辐照光。观察到具有良好光响应性的光轴电流。（购买二元仪）