カプセル分子の性質を利用する三次元組織化による超分子光電変換組織の構築

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昨年度の研究において、導電性高分子とカリックスアレーン・フラーレン錯体の複合型光電変換素子構築の際にカリックスアレーン・フラーレン錯体が鋳型として働き、球状の導電性高分子が生成することを明らかにした。そこで、本年度はその現象に注目し、更なる詳細な検討を行なった。機能性材料として近年注目されている単層カーボンナノチューブ(SWCN)をドデシル硫酸ナトリウム(SDS)で分散させた水溶液中でエチレンジオキシチオフェン(EDOT)の電解重合を行なった。得られてきたフイルムのSEM観察・ラマン分光によりSWCNが鋳型となることで繊維状のpoly(EDOT)が生成することが明らかとなった。また、この複合膜においてSWCNが光励起することで光電流が発生することが明らかとなった。また、アニオン性のポルフィリンであるテトラフェニルポルフィリンテトラスルホン酸(以下TPPS)を鋳型とし、種々の導電性高分子の成形を行なった。TPPSは水溶液中で会合し繊維状の構造体を形成することが知られている。TPPSの存在下、ピロール,アニリン,EDOTの電解重合をそれぞれ試みた。その結果、得られたすべての導電性高分子薄膜において繊維状の導電性高分子が確認された。鋳型を用いた導電性高分子の成形法が汎用的な手法になりうるということを示した。さらに、螺旋構造を持つ脂質会合体を鋳型とすることで螺旋状の導電性高分子を作製することを試みた。鋳型の存在下ピロール、EDOTの電解重合をそれぞれ試みた。その結果、得られたすべての導電性高分子薄膜において脂質の螺旋構造に対応した螺旋構造を有する導電性高分子が確認された。また、酸化剤を用いた化学酸化によるピロール,EDOTの重合を鋳型の存在下試みた。その結果、螺旋状の導電性高分子構造体が得られ、TEM観察により螺旋状の中空を有することが明らかとなった。この結果は脂質が鋳型となって導電性高分子構造体が作成されたことを示している。得られた脂質・poly(EDOT)複合体の導電性測定を行ったところ、高い導電性を有することが明らかとなった。これまで、ナノスケールのモルホロジーを有する導電性高分子を得る手法はほとんど存在しなかった。本手法では一般的なモノマーを使用できる上、用いる鋳型を変えるだけで任意の導電性高分子構造体が作製できる。そのため、非常に優れた手法であり、導電性高分子のナノテクノロジーへの応用へ向けた強力なツールになると期待される。