ポルフィリン単分子層のナノ構造制御と電子移動

卟啉单层的纳米结构控制和电子转移

• 批准号: 11118203
• 负责人: 嶋津 克明
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118203/
• 关键词: 複合単分子層; 分布制御; upd; ポルフィリン; アルカンチオール

本研究では、電極基板の構造を金属イオンのアンダーポテンシャルデポジション(upd)により制御することで二次元分布のコントロールされたポルフィリン/アルカンチオール混合単分子層を電極表面に構築する方法について検討した。機能分子としてはポルフィリンの他に、2-アミノエタンチオール(AET)や3-メルカプトプロピオン酸(MPA)も用いた。本混合単分子層構築手順は、(1)金属イオン(Pb^<2+>)のupd、(2)アルカンチオール単分子層の構築、(3)upd金属の酸化脱離、(4)空サイトへの機能分子の吸着による混合単分子層構築の4ステップからなる。各ステップにおけるPbの析出量(または残存量)、アルカンチオールの吸着量、機能分子の吸着量をXPSや電気化学法により評価した結果、以下のことがわかった。1.ステップ(2)のPb量はステップ(1)での値と同じでありupdPbの構造が保たれたままアルカンチオール単分子層が構築される。2.Pbはステップ(3)の操作でほぼ完全に脱離しアルカンチオール単分子層中にPbの初期吸着量に等しい数の空サイトが生成する。3.ステップ(4)で空サイトに機能分子が定量的に吸着する。4.これらの機能分子は混合溶液から調整した場合のようなドメイン形成ではなく均一分散する。5.この分散状態は長時間安定である。6.ポルフィリン分子は単一単分子層よりも混合単分子層でより密にかつより垂直な配向でバッキングしている。7.Co(II)ポルフィリン当たりの酵素分子の還元に対する活性はポルフィリン単一単分子層の活性より低くまたアルカンチオールの鎖長の増加とともに減少する。以上から、本法は組成と分散状態を制御して複合単分子層を構築できる新しい手法となり得ることが明らかになった。

This study aims to investigate the method of constructing a mixed molecular layer on the electrode surface by controlling the structure of the electrode substrate, such as the metal layer and the mixed molecular layer (upd). The functional components are: 2-(AET), 3-(MPA), 4-(MPA), 5-(MPA), 6-(MPA), 7-(MPA), 8-(MPA), 9-(MPA), 10-(MPA), The mixed monomer layer construction procedure includes: (1) upd of metal ions (Pb^<2+>);(2) upd of metal ions;(3) acid desorption of upd metals;(4) adsorption of functional molecules from air; and (4) upd of mixed monomer layers. The results of the evaluation of the amount of Pb precipitated (also the amount of residual Pb), the amount of adsorbed ALCANONOEL, and the amount of adsorbed functional molecules at each site by XPS and electrochemical methods are as follows. 1. The Pb content of the sample is equal to that of the sample (1). 2. Pb is completely dissociated from Pb in the molecular layer during the operation of (3), and the initial adsorption amount of Pb is equal to the initial amount of Pb in the molecular layer. 3. The adsorption of functional molecules is quantitative. 4. The functional molecules are uniformly dispersed in the mixed solution. 5. The dispersed state is stable for a long time. 6. Single molecular layer, mixed molecular layer, dense molecular layer, vertical molecular layer 7. Co (II) is the enzyme molecule of the enzyme molecule, the activity of the enzyme molecule is low, the activity of the enzyme molecule is high, the activity of the enzyme molecule is low, the activity of the enzyme molecule is high, and the activity of the enzyme molecule is low. The above method is to control the composition and dispersion of the composite molecular layer.

项目成果

K.Sugihara: "Structure Dependence of the Surface pKa of Mercaptoundecanoic Acid SAM on Gold"Electrochemistry. 67. 1172-1174 (1999)

K.Sugihara：“巯基十一烷酸 SAM 的表面 pKa 对金的结构依赖性”电化学。

N.Nishimura: "Post-Assembly Insertion of Metal Ions to thiol-Derivatized Porphyrin Monolayers on Gold"J.Electroanal, Chem. 473. 75-84 (1999)

N.Nishimura：“金属离子组装后插入金上的硫醇衍生的卟啉单层”J.Electroanal，Chem。