無機有機複合体膜により時空間制御されたオンデマンド型表面の創成

使用无机-有机复合薄膜通过时空控制创建按需表面

• 批准号: 13031071
• 负责人: 芳賀 正明
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Chuo 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13031071/
• 关键词: 表面積層化; ルテニウム錯体; 自己組織化膜; 固体表面; 原子間力顕微鏡

本特定研究では,種々の分子間相互作用を利用して階層的な分子構築を界面で行い,オンデマンド型表面を合成し,情報変換機能を有する表面分子系の創成を目指した。ここでは,(1)オンデマンドな表面合成のためにコンビナトリアル化学による種々の表面官能基をもつ無機有機複合体の合成と(2)表面錯形成能をもつアンカー基(たとえばホスホン酸基)をもちいたポリアセチレンやDNAなどの高分子との無機・高分子表面複合体の合成について検討した。課題(1)については,ホスホン酸基をもつビス(ベンズイミダゾリル)ピリジンを配位子とするルテニウム錯体とジルコニウムイオンとの錯形成を利用したレドックス活性金属錯体をITO基板上に自己組織化し、次いでZrイオン溶液に浸して錯形成させ、またRu錯体の溶液に浸けるという操作を繰り返すことで界面積層化が進むことをUVスペクトルの吸光度の直線的な増加から明らかにした。シリコン基板上に5層積層化した多層膜系をAFMで観察すると幅50~100nmの底部をもち、分子5層にほぼ対応する針状ドメイン構造が見られたことから積層化はドメインを作りながら起こることが明らかになった。異なる中心金属イオンをもつOs錯体を任意の位置にいれた積層膜も作製することもでき,各層がいずれもレドックス活性であることがわかった。課題(2)については,側鎖にフェニルホスホン酸基をもつポリアセチレンとレドックス活性な金属錯体との表面複合体の合成を検討した。まずITO基板上にレドックス活性なRu錯体を自己組織化膜として一層固定した後に、ホスホン酸基によりジルコニウムイオンと錯形成後、フェニルホスホン酸基をもつポリアセチレン水溶液中に基板をつけた。UVスペクトルでこの過程を追跡すると、490nm付近の吸収はITO基板の第1層目に自己組織化したRu錯体のMLCT帯に基づく吸収はポリアセチレン水溶液に浸積後測定してもほとんどかわらずに,いままで吸収の谷であった400nm付近の吸収のみが増加するのが観測された。ポリアセチレン水溶液の浸積回数が増えるとともに400nmの吸収の増加が見られた。ポリアセチレン水溶液は400nm付近にブロードな吸収をもつことからポリアセチレン-Zrイオン-ルテニウム錯体積層構造が表面にできていることが推定できた。

Particular research で は, 々 の intermolecular interactions を using し て class な molecular constructs を interface で い, オ ン デ マ ン ド type surface し を synthesis, intelligence - replacement can have す を る surface molecules is の chuang cheng を refers し た. こ こ で は, (1) オ ン デ マ ン ド な surface synthetic の た め に コ ン ビ ナ ト リ ア ル chemical に よ る kind 々) on の を も つ inorganic organic composite の synthetic と (2) the surface fault formation can を も つ ア ン カ ー base (た と え ば ホ ス ホ ン acid base) を も ち い た ポ リ ア セ チ レ ン や DNA な ど の polymer と の inorganic polymer surface Combine に synthesize に て検 て検 seek た. Subject (1) に つ い て は, ホ ス ホ ン acid radical を も つ ビ ス (ベ ン ズ イ ミ ダ ゾ リ ル) ピ リ ジ ン を ligand と す る ル テ ニ ウ ム misprinted と ジ ル コ ニ ウ ム イ オ ン と の formation fault を using し た レ ド ッ ク ス active metal misprinted を ITO substrate に yourself organized し, い で Zr イ オ に ン solution leaching し て fault formed さ せ, ま た R U misprinted に の solution leaching け る と い う operation を Qiao り return す こ と で bounded area stratification が into む こ と を UV ス ペ ク ト ル の absorbance の linear な raised plus か ら Ming ら か に し た. シ リ コ ン substrate に 5 laminated stratification し た multilayer film system を AFM で す was 観 る と 50 ~ 100 nm at the bottom of the の を も ち 5 layer, molecular に ほ ぼ 応 seaborne す る acicular ド メ イ ン tectonic が see ら れ た こ と か ら product stratification は ド メ イ ン を as り な が ら up こ る こ と が Ming ら か に な っ た. Different な る center metal イ オ ン を も つ Os misprinted を arbitrary position の に い れ た laminated membrane も cropping す る こ と も で き, each layer が い ず れ も レ ド ッ ク ス active で あ る こ と が わ か っ た. Subject (2) に つ い て は, side chain に フ ェ ニ ル ホ ス ホ ン acid radical を も つ ポ リ ア セ チ レ ン と レ ド ッ ク ス な active metal misprinted と の surface complex の synthetic を beg し 検 た. ま ず ITO substrate に レ ド ッ ク ス active な Ru misprinted を yourself organized membrane と し て layer fixed し た に, after ホ ス ホ ン acid radical に よ り ジ ル コ ニ ウ ム イ オ ン と fault, after the formation of フ ェ ニ ル ホ ス ホ ン acid radical を も つ ポ リ ア セ チ レ ン に substrates in the aqueous solution を つ け た. UV ス ペ ク ト ル で こ を の process tracing す る と, 490 nm pay almost の 収 は ITO substrate の 1 layer mesh に yourself organized し た Ru misprinted の MLCT 帯 に base づ く suction 収 は ポ リ ア セ チ レ ン に aqueous leaching product after determination of し て も ほ と ん ど か わ ら ず に, い ま ま で 収 absorption valley の で あ っ た pay nearly 400 nm の suction 収 の み が rights Add する to が観 to measure された. The number of recircuations of ポリアセチレ <s:1> aqueous solution <e:1> が increases えるとと に に400nm <s:1> adsorption <e:1> increases が see られた. ポ リ ア セ チ レ ン aqueous は pay nearly 400 nm に ブ ロ ー ド な suction 収 を も つ こ と か ら ポ リ ア セ チ レ ン - Zr イ オ ン - ル テ ニ ウ ム wrong volume が surface layer structure に で き て い る こ と が presumption で き た.

项目成果

Y.Hashimoto: "Metal ion sensors based on self-assembled monolayer anchored by tetradentate 6,6'-bis(benzimidazol-2-yl)-2,2'-bipyridine phosphonic acid on indium oxide doped-tin oxide(ITO) electrode"J.Inst.Sci.Eng.Chuo Univ. 7(印刷中). (2002)

Y.Hashimoto：“基于自组装单层的金属离子传感器，该单层由四齿 6,6-双（苯并咪唑-2-基）-2,2-联吡啶膦酸锚定在氧化铟掺杂氧化锡（ITO）电极上“J.Inst.Sci.Eng.Chuo Univ.7（印刷中）。（2002）

K.Wang: "Effect of Subphase pH and Metal Ion on the Molecular Aggregates of Amphiphilic Ru Complexes Containing 2,2' : 6',2"-Terpyridine-4'-phosphonic Acid at the Air-water Interface"Langmuir. (印刷中). (2002)

K.Wang：“面相 pH 和金属离子对空气-水界面处含有 2,2 : 6,2"-Terpyridine-4-膦酸的两亲性 Ru 配合物分子聚集体的影响”Langmuir。（打印）（2002）

M.Haga: "Proton-gated Molecular Devices Based on Rod-shaped Mertal Complexes Immobilized on Solid Surface"Mat.Res.Soc.Symp.Proc. 675E. B531-536 (2001)

M.Haga：“基于固定在固体表面上的棒状金属配合物的质子门控分子装置”Mat.Res.Soc.Symp.Proc。