二次元高分子組織体のフォトメカニカル特性

二维聚合物结构的光机械性能

• 批准号: 09232220
• 负责人: 関 隆広
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09232220/
• 关键词: フォトメカニカル効果; 水面単分子膜; アゾベンゼン誘導体; ブリュースター角顕微鏡; 原子間力顕微鏡; 表面電位; 紫外可視吸収ベクトル

本研究テーマは、光を刺激の手段として用いた二次元高分子組織体の動的光制御、すなわち、光/機械エネルギー変換に関する現象を扱っている。人工的素材で高度な階層を持つ高分子組織体を構築しようとする研究アプローチは国内外でますます活発化している。こうした組織体構造を外部刺激により可逆的に駆動制御できる方法を探索する努力により、筋肉組織や鞭毛といった生体の駆動システムに近づく高度な刺激応答性分子材料、あるいは真の意味での自律応答性材料が創成される道が開かれるものと思われる。具体的には、アゾベンゼンを側鎖に組み込んだ両親媒性高分子(6Az10-PVA)を中心にその水面単分子膜を中心にそのフォトメカニカル応答の詳細を検討した。分光学的観測、表面電位測定により以下の新規情報を得た。試作の可動トラフにより、非_力下でのブリュースター角顕微鏡(BAM)観測が可能となった。紫外線光照射によって膜は4〜5倍膨張することが明らかになった。また、トランス_シス光異性化反応は照射直後に開始されるのに対して、膜膨張はかなり遅れ、ある誘導期間の後に膜が膨張を始める非線形的応答をしていることが分かった。表面電位測定から、膜面積が大きく膨張する低表面_領域のシス型膜ではAz部分は水面と接触しているとするこれまでの解釈に対する強い支持を得た。さらに、原子間力顕微鏡(AFM)によって、固体表面においても顕著なフォトメカニカル応答が観測されることも見いだした。BAMとAFMを併用すれば、分子レベルに迫る微視的挙動から目に見える巨視的挙動までのスケールの階層をほぼ全域に渡ってカバーすることができる。今後、当現象の理解が格段に進むものと期待される。

In this paper, we study the phenomenon of light control, light/mechanical transition between two dimensional polymer tissues by means of light stimulation. The artificial materials are highly stratified and the polymer tissue is constructed. In order to explore the method of controlling tissue structure by external stimulation, muscle tissue and flagella, we have made great efforts to create highly stimulative and responsive molecular materials and self-responsive materials. The specific structure of the polymer (6Az10-PVA) is discussed in detail. Spectroscopic measurements, surface potential measurements, and the following new information were obtained. Try to make a movable mirror (BAM) to detect the possible changes under non-mechanical conditions. The film expands 4 to 5 times when irradiated with ultraviolet light. After the irradiation, the film expansion begins. After the induction period, the film expansion begins. Surface potential measurement, membrane area expansion, low surface area, membrane type, Az part of the water surface, water surface The atomic force microscope (AFM) is used to measure the surface of solids. BAM and AFM are used together to force the movement of the Weishi app to see the movement of the macro view. In the future, when the understanding of the phenomenon is divided into two categories, we will continue to look forward to it.

项目成果

市村國宏、関 隆広: "動く界面分子膜" 表面. 35. 63-73 (1997)

Kunihiro Ichimura、Takahiro Seki：“移动界面分子膜”表面 35. 63-73 (1997)。

T.Seki, K.Tanaka et al.: "Phototropic discrimination of the polymerization behavior of diacetylene" Advanced Materials. 9. 561-563 (1997)

T.Seki、K.Tanaka 等人：“丁二炔聚合行为的向光性辨别”先进材料。

T.Seki, H.Sekizawa et al.: "In-situ macroscopic observation of photomechanical response in monolayers" Molecular Crystals and Liquid Crystals. 298. 227-234 (1997)

T.Seki、H.Sekizawa 等人：“单层光机械响应的原位宏观观察”分子晶体和液晶。

T.Ubukata, T.Seki et al.: "Modeling the contact region of command layer/liquid crystal molecules by" Chemistry Letters. 71-72 (1998)

T.Ubukata、T.Seki 等人：“通过化学快报对命令层/液晶分子的接触区域进行建模”。

T.Seki, K.Tanaka et al.: "Surface-mediated modification of the polymerization process of diacetylene" Molecular Crystals and Liquid Crystals. 298. 235-242 (1997)

T.Seki、K.Tanaka 等人：“丁二炔聚合过程的表面介导改性”分子晶体和液晶。