二次元ネットワーク高分子組織体を用いた機能界面の構築

利用二维网络聚合物组织构建功能界面

• 批准号: 09237209
• 负责人: 青木 純
• 金额: $ 1.15万
• 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: 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-09237209/
• 关键词: ラングミュアーブロジェット膜; フェロセン; ルテニウムビピリジル錯体; ヘテロ積層構造; 光誘起電子移動

ラングミュアーブロジェット(LB)法は分子レベルで配向・配列制御並びに超薄膜の作製が可能であることから電極界面上に高秩序構造を構築でき、構造規制に基づく分子機能発現・制御が期待できる。これまで我々はLB膜形成モノマーと機能性モノマーのラジカル共重合により簡便にLB膜を機能化できる高分子LB膜に着目し、様々な機能性高分子組織体について検討を行っている。本研究では、電極界面での高次組織体の構築を目指しフェロセン誘導体(Fc)やルテニウムビピリジル錯体(Ru)を導入したレドックス高分子LB膜の作製を試みた。また、FcLB膜およびRuLB膜からなる種々のヘテロ積層構造を電極界面上に構築し、それらの高次構造によって発現する新規な分子機能に基づく電気化学的及び光電気化学的挙動について検討を行った。1.構造規制界面による光電流のベクトル制御RuLB膜だけでは光励起されたルテニウム錯体(Ru^<2+*>)がITO電極と光誘起電子移動を行うが、速やかな逆電子移動のため外部へ光電流として取り出せない。これに対し、ヘテロ積層構造ではRuとFc間の光誘起電子移動によつて電荷分離状態(Ru^+,Fc^+)が生じ、逆電子移動と電極反応の競争反応により光電流が発生すると考えられる。その電流の方向性はこれらのうちの内膜が電極反応することで決まる。すなわちヘテロ積層LB膜のように電極界面上に高秩序構造を構築することで光電流の向きを制御できることを示している。2.高次組織化構造による光量子収率の高効率化TEOA存在下RuLB膜及びITO/Fc/Ruヘテロ積層LB膜の光電流を比較すると、明らかにヘテロ積層構造にすることで光電流は大きくなり、光誘起電子移動効率が向上していることがわかった。その量子収率は5.9%であり、RuLB膜の場合の2.7%に比べ約2倍効率が増加することが明らかとなった。

The molecular alignment and alignment control of ultra-thin films can be achieved by LB method. The high-order structure on the electrode interface can be constructed by LB method. The basic molecular function can be realized by LB method. The polymer LB film can be formed easily and functionally. The polymer LB film can be formed easily and functionally. In this study, the construction of high-order structures at the interface between electrodes and electrodes was studied. The preparation of high-order polymer LB films was studied. In addition, FcLB film and RuLB film are used to construct and develop high-order structures on electrode interfaces. In addition, new molecular functions are discussed in basic electrochemistry and photoelectrochemistry. 1. Structure regulation interface for photocurrent control RuLB film photoexcitation for photoinduced electron movement for ITO electrode photoinduced electron movement for reverse electron movement for external photocurrent control The photoinduced electron movement between Ru and Fc, charge separation state (Ru^+,Fc^+), reverse electron movement, electrode reaction and competitive reaction, photocurrent generation and photocurrent generation are discussed in this paper. The directionality of the current is different from that of the electrode. A high-order structure is constructed on the electrode interface of the multilayer LB film, and the photocurrent direction is controlled. 2. The photocurrent of RuLB film and ITO/Fc/Ru multilayer LB film in the presence of high efficiency TEOA in the presence of high order structure is compared with that in the presence of high order structure. The quantum yield is 5.9%, and in the case of RuLB films, it is 2.7% higher than that of RuLB films.

项目成果

Atsushi Aoki: "Molecular Patterning Using Two-Dimensional Polymer Langmuir-Blodgett Films" Advance Materials. 9. 361-364 (1997)

Atsushi Aoki：“使用二维聚合物 Langmuir-Blodgett 薄膜进行分子图案化”高级材料。

Tokuji Miyashita: "Molecular photopatterning with a two-dimensional network of polymer LB films" Thin Solid Films. (in press). (1998)

Tokuji Miyashita：“利用聚合物 LB 薄膜的二维网络进行分子光图案化”固体薄膜。

Tokuji Miyashita: "Molecular Patterning With a Two-Dimensional Network Polymer LB film 2 : Drawing Patterns by an Electron Beam" Supramolecular Science. (in press). (1998)

Tokuji Miyashita：“使用二维网络聚合物 LB 薄膜进行分子图案化 2：通过电子束绘制图案”超分子科学。