極性かつ光反応性末端基を導入した両親媒性分極分子による非対称積層構造の構築

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本研究は、1分子層ずつ固体基板上に移しとって積層する薄膜作製法であるラングミュアーブロジェット(LB)法によって高分極分子の非対称構造膜(Z型膜)を作製する際の問題点である構造的不安定性の解決のために、その分子設計と構築手法の指針を得ることを目的として行ったものである。このような構造体(薄膜)は二次の非線形光学特性を有し、高耐久性のものが得られればレーザー光学や光エレクトロニクスの分野において重要なデバイスとなり得る。本研究での主な成果は次の通りである。1.LB法による積層膜の構造的安定性の向上のために、5-(p-ドデシルオキシフェニル)-2-ピラジンカルボン酸の疎水鎖末端に光重合可能なアクリロイルオキシ基を導入した両親媒性化合物を新規に合成した(メチレン鎖炭素数8及び12)。2.メチレン鎖炭素数12の化合物はバリウム塩水溶液、カドミウム塩水溶液または銅塩水溶液のいずれのサブフェーズ上でも単分子膜の形成が確認された。バリウム塩水溶液上の単分子膜は垂直浸漬法で石英基板状に累積可能であり、着膜形式はZ型であった。メチレン鎖炭素数8の化合物はカドミウム塩や銅塩等の重金属塩を含む水溶液上でのみ単分子膜の形成か認められたが、その累積は困難であった。多層累積にはバリウム塩が適当であり、そのためには炭素数12程度以上の疎水基が必要であると考えられる。3.1層累積する毎に紫外線照射装置を用いて重合を行うことによって、Z型構造を保持した累積膜が得られた。この重合LB膜は、未重合のものに比べて熱安定性、耐溶媒性に優れることが見いだされた。