高度にナノ構造を制御した有機-無機ハイブリッド材料の創成

创建具有高度可控纳米结构的有机-无机杂化材料

基本信息

批准号：
02J01969
负责人：
生越友樹
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
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 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J01969/
关键词：
有機-無機ポリマーハイブリッドゾル-ゲル反応有機高分子シリカゲルケージド化合物イオン間相互作用水素結合タッピングモードAFM 両親媒性溶媒有機ポリマーシクロデキストリン高分子相互侵入網目(IPN)構造金属-ビピリジル錯体ポリロタキサン

项目摘要

近年、外部環境(光・熱・電場など)に応答性を示す環境応答性材料が注目されている。外部環境によりハイブリッドの構造・形態・均一性を制御・変換できれば、センサーやレジスト材料、メモリとしての応用が期待できる。本研究では、ドラックデリバリーシステム(DDS)等の生化学の分野で多く用いられているケージド化合物(光保護基)をハイブリッド材料に応用することで、感光性ハイブリッドの合成を行った。第一に、有機高分子と無機物との相互作用部位に、光保護基(ケージ)を導入することによって、光刺激により得られるハイブリッドの分散度を、マイクロレベルからナノレベルまで自在に制御することに成功した。光照射を行わない場合、光保護基は脱離せず、有機-無機成分間で相互作用が形成されないため、得られる複合体はマイクロレベルであった。一方、光照射を行うことで、光保護基が外れ、それにより有機-無機間でイオン間相互作用が働き、ナノレベルで複合化したハイブリッドを得ることができた。さらに光照射を行う時間を変化させることで、ハイブリッド材料の均一性を制御することに成功した。第二に、蛍光活性部位に光保護基を導入することで、蛍光を示さない化合物を無機物中に分散させたハイブリッドの合成を行った。得られた均一透明なハイブリッドにUV照射を行うと、光保護基の脱離に伴う強い蛍光発光が確認された。さらにマスク存在下光照射を行うことにより、光照射部のみ蛍光発光を示す、光レジスト性ハイブリッドの創成にも成功した。

近年来，对外部环境（光，热，电场等）响应的环境响应材料一直引起人们的注意。如果可以使用外部环境控制和转换混合体的结构，形式和均匀性，则可以预期将其应用于传感器，抵抗材料和内存。在这项研究中，通过涂抹笼化合物（光保护基团）合成光敏的杂种，这些化合物（光保护基团）通常用于生物化学领域，例如药物递送系统（DDS），以将其用于混合材料。首先，通过将光保护基（CAGE）引入有机聚合物和无机材料之间的相互作用位置，可以从微刺激获得的混合体的分散体从微型到纳米水平自由控制。如果没有光照射，光保护组没有离开，并且在有机无机成分之间没有形成相互作用，从而导致在微观水平上产生的复合物。另一方面，光照射去除了光保护基团，这会导致有机和无机之间的离子离子相互作用，从而导致纳米复合材料杂种。此外，通过改变光照射所需的时间，成功控制了混合材料的均匀性。其次，通过将光保护组引入荧光活性位点，其中将不表现出荧光的化合物分散在无机物质中。当对获得的均匀透明杂种进行紫外线照射时，由于去除光保护组，确认了强荧光发射。此外，通过在掩模存在下照射光，我们成功地创建了一种光蛋白抗杂种，其中只有光照射部分发出荧光。