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

• 批准号: 07228207
• 负责人: 宮下 徳治
• 金额: $ 1.28万
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07228207/
• 关键词: LB膜; 光化学; 電子移動; エネルギー移動; アクリルアミド

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は高機能素子開発につながる極めて重要な課題である。本研究ではLB膜中に導入された光機能団の挙動を、分子配向、分子配列、分子間距離などの分子環境因子との関係より検討することを目的としている。今回は光機能団としてカルバゾール基を高分子LB膜中に導入して、電子受容体であるビオローゲングループへの電子移動について検討した。光機能団として、ビニルカルバゾール基を導入した高分子LB膜中での光誘起電子移動過程において、LB膜中に規則的に配列したカルバゾール基間のエネルギー移動を伴った電子移動により効果的な励起カルバゾールの消光過程が進行していることが明らかになった。その機構の中で励起エネルギーがLB膜中にわずかに存在するカルバゾール基間のエキシマー生成サイトにトラップされることにより、効果的な電子移動が阻害されていることが示された。そこで、高効率な電子移動系を構築するため、エキシマーを形成しにくい発色団であるカルバゾリルエチルアクリレートモノマーをコモノマーとして得られる高分子LB膜の電子移動過程について検討した。優れたLB膜形性能を有するN-ドデシルアクリルアミド(DDA)との共重合を行った。得られた共重合体は安定な単分子膜およびLB膜を与えた。得られたLB膜のスペクトルはエキシマー発光はほとんど観測されず、エキシマー生成サイトによる励起エネルギーのトラップの少ないLB膜が形成していることが解った。カルバゾール基間の高効率なエネルギー移動が進行していることが期待される。続いて、得られた高分子LB膜を用いて、カルバゾールからステアリルビオローゲンへの光誘起電子移動についてカルバゾール基の蛍光の消光より検討した。ビオローゲンの2次元濃度を変えて、カルバゾールの蛍光強度を測定した。わずかなビオローゲンの存在によりカルバゾールの蛍光は消光された。また、カルバゾール基の含有量の大きなLB膜中でも消光効率は増加し、ビニルカルバゾール共重合体のLB膜の場合とは異なった。このことはエネルギートラップとして作用するエキシマー生成サイトへの励起エネルギーの移動はなく、効果的な消光サイトへのエネルギーマイグレーションのみが進行していることが解った。このことは、このLB膜系が効率的なエネルギー捕集系として作用していることを示す、新しい発見である。

High order な molecular entities で あ る Langmuir - Ms. Blodgett membrane で の light anti 応 ダ イ ナ ミ ッ ク ス, に light induced electronic movement, エ ネ ル ギ ー movement を Ming ら か に す る こ と は high functional element child open 発 に つ な が る extremely め て important topic な で あ る. This study で は に in LB films imported さ れ た light function 団 の 挙 を, ligands, molecular arrangement, the distance between the molecules な ど の molecular environmental factors と の masato is よ り beg す 検 る こ と を purpose と し て い る. This は light function back 団 と し て カ ル バ ゾ ー ル base を polymer in the LB films に import し て, electronic by capacity で あ る ビ オ ロ ー ゲ ン グ ル ー プ へ の electronic mobile に つ い て beg し 検 た. Light function 団 と し て, ビ ニ ル カ ル バ ゾ ー ル base を import し た polymer in the LB films で の light induced electronic mobile process に お い て, LB film に に rules in the match column し た カ ル バ ゾ ー ル base between の エ ネ ル ギ ー mobile を with っ た electronic mobile に よ り unseen fruited な wound up カ ル バ ゾ ー ル の が extinction process し て い る こ と が Ming ら か に な っ た . そ の institutions in の で wound up エ ネ ル ギ ー が in LB films に わ ず か に exist す る カ ル バ ゾ ー ル base between の エ キ シ マ ー generated サ イ ト に ト ラ ッ プ さ れ る こ と に よ り, unseen fruit な electronic mobile が resistance against さ れ て い る こ と が shown さ れ た. そ こ で, high rate of unseen な electronic mobile を build す る た め, エ キ シ マ ー を form し に く い 発 color 団 で あ る カ ル バ ゾ リ ル エ チ ル ア ク リ レ ー ト モ ノ マ ー を コ モ ノ マ ー と し て have ら れ る polymeric LB films の electronic mobile process に つ い て beg し 検 た. Optimal れ た LB films form performance を have す る N - ド デ シ ル ア ク リ ル ア ミ ド (DDA) と の total line overlap を っ た. To obtain the られた corecrystallized な単 molecular film およびLB film を and えた. Have ら れ た LB film の ス ペ ク ト ル は エ キ シ マ ー 発 light は ほ と ん ど 観 measuring さ れ ず, エ キ シ マ ー generated サ イ ト に よ る wound up エ ネ ル ギ ー の ト ラ ッ プ の less な い LB film が form し て い る こ と が solution っ た. カ ル バ ゾ ー ル の high working rate between base な エ ネ ル ギ ー mobile が し て い る こ と が expect さ れ る. 続 い て, ら れ た polymeric LB films を with い て, カ ル バ ゾ ー ル か ら ス テ ア リ ル ビ オ ロ ー ゲ ン へ の light induced electronic mobile に つ い て カ ル バ ゾ ー ル base の 蛍 の light extinction よ り beg し 検 た. ビ オ ロ ー ゲ ン の 2 dimensional concentration を - え て, カ ル バ ゾ ー ル の 蛍 light intensity を determination し た. わ ず か な ビ オ ロ ー ゲ ン の is に よ り カ ル バ ゾ ー ル の 蛍 は light extinction さ れ た. ま た, カ ル バ ゾ ー ル base quantities の contains の き な in LB films で も extinction rate of unseen は raised し, ビ ニ ル カ ル バ ゾ ー ル weigh fit の LB film の occasions と は different な っ た. こ の こ と は エ ネ ル ギ ー ト ラ ッ プ と し て role す る エ キ シ マ ー generated サ イ ト へ の wound up エ ネ ル ギ ー の mobile は な く, unseen fruit な extinction サ イ ト へ の エ ネ ル ギ ー マ イ グ レ ー シ ョ ン の み が for し て い る こ と が solution っ た. こ の こ と は, こ の が LB film system working rate な エ ネ ル ギ ー capture system と し て role し て い る こ と を す, new し い 発 see で あ る.

项目成果

T.Yatsue: "Electron-Transfer Quenching Accompanied by Highly Effeicient Energy Migration in Polymer Langmuir-Blodgett Films" The Journal of Physical Chemistry. 99. 16047-16051 (1995)

T.Yatsue：“聚合物 Langmuir-Blodgett 薄膜中伴随高效能量迁移的电子转移淬火”《物理化学杂志》。

T.Taniguchi,: "Electronn Transfer Quenching of Tris(2,2′-bipyridine)ruthenium (II) Complex Derivatives Covalently Linked to Poly (N-isopropylacrylamide) in Aqueous Solutions" Colloid & Polymer Science. (in press). (1996)

T.Taniguchi，：“水溶液中与聚（N-异丙基丙烯酰胺）共价连接的三（2,2′-联吡啶）钌 (II) 复合衍生物的电子转移淬灭”《胶体与聚合物科学》（出版中）。 ）

T.Miyashita: "Spreading Behavior of Polymerizable Monolayers of Acrylamides with Double Alkyl Chains and Polymerization of the LB Films" Thin Solid Films. 260. 217-221 (1995)

T.Miyashita：“具有双烷基链的丙烯酰胺可聚合单层的铺展行为和 LB 膜的聚合”固体薄膜。

T.Miyashita: "Frictional Properties of Polymer Langmuir-Blodgett Film for Poly (N-dodecylacrylamide)" Polymer Journal. 27. 1154-1156 (1995)

T.Miyashita：“聚（N-十二烷基丙烯酰胺）聚合物 Langmuir-Blodgett 薄膜的摩擦特性”聚合物杂志。