光反応性連続構造高分子を用いた光メカニカルシステムの構築

使用光反应连续聚合物构建光机系统

基本信息

批准号：
20044011
负责人：
金子達雄
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

光合成微生物が持つ光感知タンパク質の光反応中心として利用されているフォトクロミック分子であるクマル酸類を縮合重合して得られる主鎖型フォトポリマーの重合方法論を開発した。これらの高分子は全繰り返し単位主鎖中に連続的に光反応性基を有し、かつ剛直であるために光反応はそのまま物質の密度変化に影響を及ぼすと考えられる。そこで、平成20年度はクマル酸に特異的なE-Z異性化や[2+2]付加環化反応を、分子鎖間配列形態でコントロールし、連続的に起こる光反応を利用して光メカニカルシステムを確立することを目的として研究をすすめた。まずメタヒドロキシ桂皮酸およびカフェ酸を重合し、光反応性連続構造を持つ高分子を得た。分子量は25000程度であった。しかし、ポリカフェ酸に関しては分子量が5000000を超える超高分子量体が含まれることが分かった。これらは何れもトリフルオロ酢酸に溶解することが分かったので、キャスト法によりフィルムを作成した結果、透明なフィルムが得られた。そこで光変形挙動を調べた。ポリ(m-クマル酸)フィルムは高圧水銀灯照射により照射方向に対して反対側に屈曲した。これは、非晶性のフィルムであり、分子鎖間におけるπ電子の重なりが無く、E-Z異性化がフィルム表面で効率的に起こったことに依ると考えられる。一方、ポリカフェ酸のフィルムは照射方向に屈曲した。これは高分岐構造のために分子鎖同士が接する機会が増加し、二量化が起こる割合が増加したことに依ると考えられる。光変形により生じた力は10μN程度であり、プラスチックフィルムにおいて光を力学エネルギーへと直接変換するシステムを初めて開発したことになる。

我们已经开发了一种聚合方法，用于通过浓缩聚合物（通过浓缩聚合物化的聚合物化，这是一种光成色分子，用作光合微生物持有的光感蛋白的中心。这些聚合物在整个重复单位主链中具有连续的光反应组，并且刚性刚性，因此被认为光电被认为会影响材料的密度变化。因此，在2008年，我们进行了研究，目的是控制E-Z异构化和[2+2]在链间序列形式中特异性的COMARIC酸的环载反应，并使用连续的光电反应建立光机械系统。首先，将元羟基动力酸和咖啡酸聚合以获得具有连续光反应性结构的聚合物。分子量约为25,000。但是，已经发现多猫酸含有超高分子量，分子量超过5000,000。由于发现这两个都溶解在三氟乙酸中，因此通过铸造制备膜，从而产生透明的膜。然后，我们研究了光变形行为。通过高压汞灯照射，聚（M-美甲酸）膜弯曲到辐照方向的另一侧。这被认为是由于它是一种无定形膜，分子链之间没有π电子的重叠，并且E-Z异构化在膜表面有效进行。同时，多猫酸膜在辐照方向上弯曲。这被认为是由于高度分支结构引起的分子链之间接触的机会增加，并且发生二聚化速率增加。光变形产生的力约为10μn，这使得这是直接将光转化为塑料膜中机械能的系统的第一个开发。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

植物性フォトクロミック分子鎖を用いた光メカニカル材料の作成

使用植物光致变色分子链创建光机械材料

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hideko Koshima;Tatsuya Moritoki;Koichi Uenaka;and Ikuhito Yanase;小島秀子・守時竜也・内本英孝・小島直子;T. Nakashima;T. Nakashima;S. Tanaka;金子達雄・鈴木拓也
通讯作者：
金子達雄・鈴木拓也

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