光機能液/液界面を利用した溶液粘性の可逆的制御

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両親媒性分子が形成するミセル・ベシクルなどの分子集合体をナノスケールの液/液界面と捉え、その形成を光化学的スイッチングすることにより溶液物性の光制御を試みた。具体的には以下の2点について検討を行った。1)アゾベンゼン修飾両親媒性分子を用いた溶液粘性の光スイッチングカチオン性両親媒性分子であるセチルトリメチルアンモニウムブロミドとサリチル酸ナトリウムからなる混合水溶液中で形成する紐状ミセルに、アゾベンゼン修飾カチオン性両親媒性分子を取り込ませて光異性化反応を生じさせると、粘性を光スイッチングできることを前年までに報告した。そこで本年は、アルキル鎖長を変化させた種々のアゾベンゼン修飾光スイッチング分子を新規に合成し、光による粘性制御の最適化を行った。その結果、最適な構造(末端アルキル鎖長が4)の分子を用いると、粘性を1000倍以上可逆的に光制御できることを見いだした。さらに、動的粘弾性測定により、粘性変化の要因となる分子集合体の形状変化についても検討を行った。2)スピロピラン修飾両親媒性分子を用いた溶液物性の光スイッチングスピロピランは、光電荷分離挙動を示して分子の親水性が変化するために、よりダイナミックな界面物性の光制御が期待できる。そこで、比較的親水性の高いスピロピラン修飾カチオン性両親媒性分子を新規に合成し、その界面物性に及ぼす光照射の影響について検討した。得られた分子はエタノール中、水中でいずれも可逆的なフォトクロミック挙動を示したが、その挙動は大きく異なりエタノール中ではスピロピラン体が、水中ではメロシアニン体が安定となった。また、この両親媒性分子の水中での臨界ミセル濃度、最低到達表面張力は紫外光照射により共に減少したことから、界面活性を光照射により可逆的に制御できることが明らかとなった。