有機・無機ハイブリッド薄膜を用いた匂いセンサの開発

有机/无机混合薄膜气味传感器的开发

• 批准号: 02F00139
• 负责人: 山岸 晧彦
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00139/
• 关键词: 有機・無機ハイブリッド膜; Ru(II)錯体; 光電流; キラルセンシング; 粘土薄膜; 層状無機酸化物; ラングミュア・ブロジェット法; 有機・無機ハイブリッド薄膜

本研究では、層状無機酸化物と金属錯体との複合膜を用いて、高感度で特定の分子を電気化学的に検出・定量する機能界面の構築を目指した。そのためにまず、粘土粒子が水中で無限膨潤することを利用したラングミュア・ブロジェット法による粘土単一層超薄膜および人工積層した粘土多層膜の製造を行った。つぎに、そのようにして製造された構造規則性を有する粘土層積膜を用いて、電気化学測定によって電流値の大きさからキラルな有機分子の同定を行った。行った実験は以下のとおりである。有機長鎖アルキルアンモニウムの単分子膜を水相上に形成した。水相中には、単層剥離したナトリウムモンモリロナイトが含まれる。気液界面において粘土粒子とアルキルアンモニウム分子膜との複合化が起こった。これをシリコン基板にZ膜として積層した後、メタノール中に浸し有機層を取り除いた。その後新たに、水溶性のRu(II)錯体([Ru(phen)_3](ClO_4)_2)を含む水溶液に基板を浸漬し水溶性Ru(II)錯体を粘土膜に吸着させた。これら各段階で得られた薄膜をAFM、外部反射赤外分光法、in-plane XRDおよび鏡面X線反射法によって解析した。その結果、シリコン酸化膜上に形成されたモンモリロナイト単一層膜の上に水溶性の金属錯体が吸着し単分子層を形成することが確認された。また、同様な修飾電極を光照射し、得られた光電流の大きさによってキラル分子の検出を試みた。その結果、Ru(II)ポリピリジル錯体と粘土薄膜との複合膜で修飾したITO電極はキラル分子として1,1'-ビナフトールの絶対配置を含めて検出できることが解った。

This study aims at the construction of functional interfaces for the detection and quantification of specific molecules and electrochemistry in layered inorganic compounds and metal complexes with high sensitivity. The clay particles are infinitely expandable in water, and the clay multilayer film is produced by using the clay single layer ultra-thin film method. The structural regularity of clay laminated films is determined by the chemical and electrochemical measurements of organic molecules.行った実験は以下のとおりである。Organic long-chain polymer films are formed on the aqueous phase In the aqueous phase, there is no separation between the layers. The formation of a complex molecular film on the surface of the clay particles The organic layer is removed from the substrate by immersion. The new, water-soluble Ru (II) complexes ([Ru(phen)_3](ClO_4)_2) were adsorbed on the clay film by impregnating the substrate with aqueous solution containing Ru (phen)_3. The analytical methods of AFM, external reflection infrared spectroscopy, in-plane XRD and specular X-ray reflection were used to analyze the film. As a result, it was confirmed that a water-soluble metal complex was formed on the single-layer film and a single-molecule layer was formed on the single-layer film. The same kind of modified electrode is irradiated with light, and the photocurrent is obtained. As a result, Ru(II) complex molecules and clay thin films are modified by ITO electrodes, and 1,1'-complex molecules are modified by Ru (II).

项目成果

He Jun Xiang, 山下智子, William Jones, 山岸晧彦: "Templating Effects of Stearate Monolayer on Formation of Mg-Al-Hydrotalcite"Langmuir. 18. 1580-1586 (2002)

何俊翔，Tomoko Yamashita，William Jones，Akihiko Yamagishi：“硬脂酸盐单层对镁铝水滑石形成的模板效应”Langmuir 18。1580-1586（2002）

J.X.He, S.Yamashita, W.Jones, A.Yamagishi: "Templating Effects of Stearate Monolayer on Formation of Mg-Al-Hydrotalcite"Langmuir. 18. 1580-1586 (2002)

J.X.He、S.Yamashita、W.Jones、A.Yamagishi：“硬脂酸盐单层对镁铝水滑石形成的模板效应”Langmuir。