透明化したナノ層状有機-無機ハイブリッド化合物の光応答形態変化ダイナミクス

本研究では、ナノ層状微小空間を、能動的に光で制御することを目的としている。既に前年までに、新たに分子内に光応答性を有するアゾベンゼン部位を導入したカチオン性多フッ素化界面活性剤(C3F-Azo-S;)を合成し、ナノ層状空間へのインターカレーション挙動、光化学挙動などについて興味深い知見を得ている。カチオン交換性粘土/界面活性剤 複合体を透明の薄膜化することにも成功した。透明薄膜に紫外光(365nm)、可視光(458nm)を照射すると、ナノ層状空間に閉じ込められているにもかかわらず、効率よく可逆的にトランス-シス異性化することを見出した。さらに興味深いことに、複合体の層間距離が異性化と共に、可逆的に拡大-縮小することがわかった。本年度は昨年度までの研究成果を基礎に、新しいナノ層状空間としてナノチューブ環境へのインターカレーションおよび光照射による微小空間の能動的制御へと研究展開を図った。アゾベンゼン含有多フッ素化界面活性剤をニオブ酸層間に、独自の2段階ゲスト-ゲスト交換法でインターカレーションすると螺旋型ナノチューブを形成することを見出した。層状ニオブ酸塩は層Iと層IIが存在するが、通常、層を選んでインターカレーションすることは極めて困難とされているが、本年度の検討により、層Iのみへのインターカレーション、および層Iおよび層IIの両方へのインターカレーションを条件設定により自在に制御できることを見出した。また層Iのみへのインターカレーション複合体の螺旋型ナノチューブと層Iおよび層IIの双方へのインターカレーション複合体の螺旋型ナノチューブも自在に作り分けることができることを見出した。この両方のナノチューブへの光照射により、効率のよい可逆的トランスーシス異性化が進行することも見出した。光応答型ナノチューブとして最初の例として興味深い。

本研究では、ナノ層状微小空間を、能動的に光で制御することを目的としている。既に前年までに、新たに分子内に光応答性を有するアゾベンゼン部位を導入したカチオン性多フッ素化界面活性剤(C3F-Azo-S;)を合成し、ナノ層状空間へのインターカレーション挙動、光化学挙動などについて興味深い知見を得ている。カチオン交換性粘土/界面活性剤 複合体を透明の薄膜化することにも成功した。透明薄膜に紫外光(365nm)、可視光(458nm)を照射すると、ナノ層状空間に閉じ込められているにもかかわらず、効率よく可逆的にトランス-シス異性化することを見出した。さらに興味深いことに、複合体の層間距離が異性化と共に、可逆的に拡大-縮小することがわかった。本年度は昨年度までの研究成果を基礎に、新しいナノ層状空間としてナノチューブ環境へのインターカレーションおよび光照射による微小空間の能動的制御へと研究展開を図った。アゾベンゼン含有多フッ素化界面活性剤をニオブ酸層間に、独自の2段階ゲスト-ゲスト交換法でインターカレーションすると螺旋型ナノチューブを形成することを見出した。層状ニオブ酸塩は層Iと層IIが存在するが、通常、層を選んでインターカレーションすることは極めて困難とされているが、本年度の検討により、層Iのみへのインターカレーション、および層Iおよび層IIの両方へのインターカレーションを条件設定により自在に制御できることを見出した。また層Iのみへのインターカレーション複合体の螺旋型ナノチューブと層Iおよび層IIの双方へのインターカレーション複合体の螺旋型ナノチューブも自在に作り分けることができることを見出した。この両方のナノチューブへの光照射により、効率のよい可逆的トランスーシス異性化が進行することも見出した。光応答型ナノチューブとして最初の例として興味深い。