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：
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

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。

确定光电动力学，尤其是Langmuir-Blodgett膜中光诱导的电子传递和能量传递过程，该膜是一种高度有序的分子结构，是一个极为重要的问题，导致了高性能设备的发展。这项研究旨在根据光功能组与分子环境因素（例如分子取向，分子排列和分子间距离）的关系研究光功能组的行为。在本文中，我们引入了一个甲壳唑组作为光功能组，并检查了电子受体viologen组的电子转移。据透露，在光聚合物LB膜中的光诱导的电子传输过程中，乙烯基癌基团作为光功能基团引入，这是由于电子传递在LB膜中定期排列的碳唑基团之间的能量转移而导致的激发卡巴唑的有效淬火过程。已经表明，通过在机构中LB膜中略微存在的甲状腺基团之间的诱捕准分子形成的位点，可以抑制有效的电子传递。因此，为了构建高效的电子传输系统，我们研究了聚合物LB膜的电子传递过程，该过程使用甲状腺基丙烯酸丙烯酸甲酯单体作为共生体获得，这是一种很难形成兴奋分子的生色团。与具有出色LB膜形成特性的N-二二甲基丙烯酰胺（DDA）进行共聚。由此产生的共聚物提供了稳定的单层和LB膜。获得的LB膜的光谱表明，几乎没有观察到准分子的发射，并且形成了几乎没有来自先进生成位点激发能量的LB膜。预计甲壳虫基团之间的高效能量转移正在进行中。接下来，使用获得的聚合物LB膜，通过淬灭甲骨唑组的荧光来研究光诱导的电子从甲Bazole到硬星乙烯基的转移。通过改变二维浓度的Viologen来测量甲壳唑的荧光强度。轻微的Viologen的存在淬灭了甲壳唑荧光。此外，即使在具有较大甲壳虫组含量的LB膜中，淬火效率也提高了，这与由乙烯基碳水化合物共聚物制成的LB膜不同。这表明，没有将激发能量转移到产生的振兴位点，这些位点充当能量陷阱，只有能量迁移到有效的淬灭位点。这是一个新发现，表明该LB膜系统充当有效的能源收集系统。