金属を含む液晶性高分子の液晶相転移による機能制御

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高分子骨格、液晶形成の原動力となるメソ-ゲン基および金属錯体の各セグメントよりなる金属を含む液晶性高分子を合成した。高分子化にはあらかじめメソ-ゲン基と金属錯体部を導入したモノマ-を合成し重合する方法(側鎖型液晶性高分子)とメソ-ゲン基と金属錯体部よりなる官能団を高分子反応で高分子主鎖へ導入する方法(主鎖型液晶性高分子)の二方法で行った。メソ-ゲン基としてはフェニルベンゾエ-ト基とし、金属錯体部には銅、ニッケル、コバルトなどの4配位のビス(βージケトナト)金属錯体を導入した。合成した高分子金属錯体の液晶挙動をDSC測定、X線回折、偏光顕微鏡観察により調べた。ニッケル錯体やコバルト錯体を導入すると液晶性を示さないが、平面4配位錯体の銅錯体を導入すると相転移にともない液晶性を示し液晶相としてネマチック相やスメクチック相が発現した。主鎖型液晶性高分子は液晶温度に保って室温へ急冷延伸(液晶紡糸)することによりネマチック相やスメクチック相が凍結された異方性の繊維を作成することができた。これらの異方性繊維では繊維軸(延伸方向)に平行に銅錯体平面が完全配向していることがESRスペクトルにより明かとなった。平面性の高い金属錯体を含む液晶性高分子の液晶紡糸は錯体平面を繊維軸に平行に配列させる有用な手段であることを初めて明かにした。完全配向した金属錯体は導電性や強磁性材料として有望であることがわかった。