粘土LB法による非両親媒性分子の配列制御と非線形光学機能の創成

使用粘土 LB 方法控制非两亲性分子的排列并创建非线性光学函数

• 批准号: 15033203
• 负责人: 川俣 純
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Yamaguchi 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15033203/
• 关键词: Langmuir-Blodgett(LB)膜; LB膜; 粘土; 粘土鉱物; 光第二高調波発生; 二光子吸収; 無機-有機複合膜; スピンクロスオーバー錯体; Langmuir-Blodgett膜; SHG; 非両親媒性分子

長鎖アルキル基を有しない分子(非両親媒性分子)を用いたLangmuir-Blodgett(LB)膜は、(1)機能性を有する発色団を高密度に集積できること、(2)LB法が適用できる分子の種類を拡張できること、などの理由から注目を集めている。我々は、粘土単一層の上にイオン性分子や極性分子のLB膜を載せた粘土-有機物複合LB膜の作製を試みてきた。この系では、粘土とゲスト分子との組み合わせを適切に選べば、非両親媒性分子の配列制御も可能である。本研究では非両親媒性分子を用いた粘土LB膜を再現性良く作製できるようにするために、製膜メカニズムを中心とした基礎研究を進めてきた。その結果、粘土単一層とゲスト分子との吸着機構が概ね解明できた。本年度は、得られた知見に立脚し、優れた非線形光学特性を示す各種有機材料の、粘土との複合化による配列制御を試みた。まず、ヘミシアニン誘導体からなるLB膜のように、優れた非線形光学特性を示すものの、材料として用いる際に膜中の分子の再配列挙動が問題となるLB膜の安定化に、粘土との複合化が極めて効果的であることを明らかにした。次に、粘土LB膜の非線形光学材料としての有用性を検証するために、二光子吸収化合物による粘土LB膜の作製を試みた。その結果、均質で散乱が少ない膜の作製に成功し、かつ、得られた膜は二光子吸収材料として優れた性能を示すことを確認できた。最後に、光-磁気スイッチング挙動を示す薄膜の創成を目指し、スピンクロスオーバー錯体による粘土LB膜の作製に着手した。その結果、非両親媒性のスピンクロスオーバー錯体を用いても、粘土と複合化すれば比較的容易に累積可能であることを確認できたのに加え、2000層を越える積層数のLB膜の作製にも成功した。

使用没有长链烷基（非抑制性分子）的分子的Langmuir-blodgett（LB）膜引起了人们的注意，例如（1）（1）能够以高密度积累功能性彩色团的能力，（2）可以扩展可以扩展可扩展到LB方法的分子类型的能力。我们试图在单层的粘土上制造具有离子和极性分子的LB膜的粘土和有机复合LB膜。在该系统中，如果选择了粘土和宾客分子的组合，也可以对非抑制分子的序列控制。在这项研究中，我们一直在进行着针对膜形成机制的基础研究，以便使用非抑制分子可重现粘土LB膜。结果，通常阐明了粘土单层和客体分子之间的吸附机制。根据获得的知识，我们试图通过将它们与粘土结合在一起来控制各种有机材料的排列，这些有机材料表现出出色的非线性光学特性。首先，尽管它表现出出色的非线性光学特性，例如由半微生衍生物组成的LB膜，当用作材料时，但揭示了与粘土的复合在稳定LB膜方面非常有效，这是膜中分子重排的问题。接下来，为了验证粘土LB膜作为非线性光学材料的有用性，我们尝试使用两光片吸收化合物来制造粘土LB膜。结果，已经证实，成功产生的均匀散射的均匀胶片，并且获得的膜作为两光子吸收材料表现出了出色的性能。最后，我们开始使用旋转的杂交综合体制造粘土LB膜，旨在创建一种薄膜，以表现出光学磁开关行为。结果，可以证实，即使与粘土结合使用非抗头旋性旋转跨界复合物可以相对容易地积累，并且在制造具有多层超过2,000层的LB膜方面也成功了。

项目成果

Preparation of Protected Nanoparticles of Bismuth Telluride by Laser Ablation in Solution

• DOI: 10.1246/cl.2004.1368
• 发表时间: 2004-09
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: N. Watanabe;J. Kawamata;N. Toshima

ナノ微粒子集合体薄膜及び該薄膜よりなる非線形光学材料

纳米粒子聚集体薄膜及包含该薄膜的非线性光学材料

• 发表时间: 2005

Enhanced SHO in Polyelectrolyte Complexed Hemicyanine Dye Langmuir-Blodgett Films

聚电解质络合半花青染料 Langmuir-Blodgett 薄膜中增强的 SHO

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Nonlinear Optical Phys. & Mater. 13
• 作者: 平川 祥一朗;渡邊 法久;丸橋 佑基;川俣 純;M.S.Chandra
• 通讯作者: M.S.Chandra

川俣 純: "Two-photon absorption cross-sections of fluorene derivatives with cationic substituents"Chem.Lett.. 33. 448-449 (2004)

Jun Kawamata：“带有阳离子取代基的芴衍生物的双光子吸收截面”Chem.Lett.. 33. 448-449 (2004)

川俣 純: "Second Order Nonlinear Optical Properties of Langmuir-Blodgett Film Consisting of Nonamphiphilic Polar Molecules"J.Nonlinear Optical Phys.& Mater.. (印刷中). (2004)

Jun Kawamata：“由非两性极性分子组成的 Langmuir-Blodgett 薄膜的二阶非线性光学特性”J.Nonline Optical Phys.& Mater.（​​出版中）。