蛍光性を有する共役高分子の合成とポリマー1分子の光機能イメージング

荧光共轭聚合物的合成及单聚合物分子的光学功能成像

• 批准号: 13750809
• 负责人: 篠原 健一
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology (2002)Tohoku University (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750809/
• 关键词: ポリマー; 1分子; AFM; TIRFM; 発光; イメージング; 合成; 重合; パイ共役; ロタキサン; 水; シクロデキストリン; 光; ゆらぎ

高分子は非常に優れた性能を持つ有用な物質であり、我々人類が文明を維持・発展させる上で不可欠な材料である。ところが、高分子は一般にその構造が柔軟かつ多様で非常に複雑であるために、分子レベルでの構造と機能の相関関係を直接議論することが難しい。そこで私は、ポリマー鎖1本の構造と機能を直接観測することが出来れば、推論や仮定を最小限に抑え、最も明確に分子構造と機能との関係を明らかにすることが可能になり、ひいては新しい設計思想と作動原理に基づく単一分子デバイスの創製に発展するものと考えた。独自に自作したポリマー1分子の構造と機能の同時観測装置は、試料を載せた基板の上面から原子間力顕微鏡(AFM)でその分子の構造をイメージングして、下面から全反射型蛍光顕微鏡(TIRFM)で1分子蛍光発光をイメージングすることによって、ポリマー1分子の構造と蛍光発光機能の同時イメージングを達成する。試料のポリマーは、・-シクロデキストリン(・-CyD)がπ共役系主鎖を包接したポリロタキサン(+)-poly[AEPE-rotaxa-(・-CyD)]を用いて、大気中室温下でポリマー1分子の構造と蛍光発光機能の同時イメージングを行った。AFM像からポリマー鎖が伸びていることが確認された。このことから、スポット状のAFM像は、ポリマー鎖が糸鞠のように絡み合って形成されている小球体(グロビュール)であること、そして糸鞠から糸が解れているかのように、この球からポリマー鎖が伸びていることが新たに発見された。このポリマー鎖の断面の解析から、ポリマー1分子の構造と機能の同時イメージングが達成されているものと考察した。最も興味深いことは、π共役系ポリマー分子ネットワークが光エネルギーをコミュニケーションしている現象を捉えたことである。ポリマー1分子から分子ネットワーク・デバイスへの展開が期待される。

Polymer は very に optimal れ た performance を hold つ な useful materials で あ り, I 々 が human civilization を maintain 発 exhibition さ せ る で not owe な material で あ る. と こ ろ が, polymer は general に そ の tectonic が soft か つ many others で very に complex 雑 で あ る た め に, molecular レ ベ ル で の function of tectonic と の phase masato を masato department directly about す る こ と が difficult し い. は そ こ で private ポ リ マ ー lock this の function of tectonic と を 観 directly measured す る こ と が out れ ば, reasoning や 仮 を minimum limit に え suppression, most も clear に function of molecular structure と と の masato を and Ming ら か に す る こ と が may に な り, ひ い て は new し い design と actuation principle に base づ く 単 a molecular デ バ イ ス の created に 発 exhibition す る も の と え test Youdaoplaceholder0. に alone made し た ポ リ マ ー 1 molecular の tectonic と function の は 観 measuring device at the same time, try を load せ た above the substrate の か ら interatomic force 顕 micro mirror (AFM) で そ の molecular の tectonic を イ メ ー ジ ン グ し て, below か ら total reflection type 蛍 light 顕 micro mirror (TIRFM) で 1 molecular 蛍 発 light を イ メ ー ジ ン グ す る こ と に よ っ て, ポ リ マ ー The <s:1> structure of a molecule has a と蛍 light-emitting function <e:1> that simultaneously achieves する メ ジ グを グを. Sample の ポ リ マ ー は, DE - シ ク ロ デ キ ス ト リ ン (CyD), が PI total service department main lock を inclusion し た ポ リ ロ タ キ サ ン (+) - poly real [AEPE rotaxa - - CyD) (] を with い て, big 気 で at room temperature in ポ リ マ ー 1 molecular の tectonic と 蛍 の 発 light function at the same time イ メ ー ジ ン グ を line っ た. The AFM confirms された by the が lock が extension びて る る とが とが とが. こ の こ と か ら, ス ポ ッ ト の AFM as は, ポ リ マ ー lock が si bow の よ う に collaterals み close っ て form さ れ て い る small spheres (グ ロ ビ ュ ー ル) で あ る こ と, そ し て si bow か ら si が solution れ て い る か の よ う に, こ の ball か ら ポ リ マ ー lock が stretch び て い る こ と が new た に 発 see さ れ た. こ の ポ リ マ ー lock の section の parsing か ら, ポ リ マ ー 1 molecular の tectonic の と function at the same time イ メ ー ジ ン グ が reached さ れ て い る も の と investigation し た. The も tumblers deep い こ と は, PI service department ポ リ マ ー molecular ネ ッ ト ワ ー ク が light エ ネ ル ギ ー を コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン し て い る phenomenon を catch え た こ と で あ る. Youdaoplaceholder0 ポリ ポリ ポリ 1 molecule ら molecule ネットワ ネットワ が が デバ · デバ スへ スへ スへ unfold が anticipation される.

项目成果

K.Shinohara, T.Aoki, T.Kaneko, E.Oikawa: "Syntheses and Erantioselective Recognition of Chiral Poly(phenyleneethynylene)s bearing Bulky Optical Active Methyl Groups"Polymer. 42. 351-355 (2001)

K.Shinohara、T.Aoki、T.Kaneko、E.Oikawa：“带有大光学活性甲基的手性聚（亚苯基乙炔基）的合成和对映选择性识别”聚合物。

K.Shinohara, S.Yamaguchi, T.Wazawa: "First Observation of Spectral Fluctuation in a Single Molecule of a Rigid-Rod π-Conjugated Polymer"Polymer. 42. 7915-7918 (2001)

K.Shinohara、S.Yamaguchi、T.Wazawa：“刚性棒 π 共轭聚合物单分子中光谱涨落的首次观察”聚合物 42. 7915-7918 (2001)

K.Shimohara, S.Yasuda, G.Kato, M.Fujita, H.Shigekawa: "Direct Observation of the chiral Quaternary Structure in a π-Conjugated Polymer at Room at Temperature"J. Am. Chem. Soc.. 123. 3619-3620 (2001)

K.Shimohara、S.Yasuda、G.Kato、M.Fujita、H.Shigekawa：“室温下 π 共轭聚合物中手性四级结构的直接观察”J. Soc. 123。 3619-3620 (2001)

Ken-ichi Shinohara, Toshiki Aoki, Takashi Kaneko: "Helical Chirality of π-Conjugated Main-Chain Induced by Polymerization of Phenylacetylene with Chiral Bulky Pinanyl Groups : Effects of the Flexible Spacer and Polymerization Catalyst"J. Polym. Sci., Part

Ken-ichi Shinohara、Toshiki Aoki、Takashi Kaneko：“苯乙炔与手性大蒎烯基聚合诱导的 π 共轭主链的螺旋手性：柔性间隔基和聚合催化剂的影响”J。

Yoshihiro Kato, Satoshi Sugimoto, Ken-ichi Shinohara, Nobuyuki Tezuka, Toshio Kagotani, Koichiro Inomata: "Magnetic Properties and Microwave Absorption Prperties of Polymer-Protected Cobalt Nanoparticles"Mater. Trans.. 43. 406-409 (2002)

Yoshihiro Kato、Satoshi Sugimoto、Ken-ichi Shinohara、Nobuyuki Tezuka、Toshio Kagotani、Koichiro Inomata：“聚合物保护的钴纳米粒子的磁性和微波吸收性能”材料。