光機能化分子ゲルとナノ微粒子の複合化によるオプティカル光デバイスの構築

本研究では、光機能性、磁性を有する無機ナノ粒子を複合化させたオルガノゲルを開発し、従来にない高感度なセンシング材料や光機能材料の分野へ応用展開することを目的とし、以下の4項目について検討を行った。1.ステアリン酸カドミウムをオルガノゲル化剤とし、蛍光性CdSeナノ粒子(CdSe NCs)と分子ゲルとの複合化の検討を行った。粒径により複合体の構造が異なることが確認され、CdSe NCsと分子ゲルの間での電荷移動が確認された。これらより、可逆的なゾル-ゲル転移を示す光機能性CdSe NCs複合体が形成されたことを確認した。2.ステアリン酸コバルトをオルガノゲル化剤とし、磁性Coナノ粒子(Co NCs)と分子ゲルとの複合化を、ベンゼンおよびシクロヘキサン中で評価した。ベンゼン中ではCo NCsは繊維状会合体による網目構造の空隙に分散し、シクロヘキサン中では繊維状会合体表面に集積され、溶媒選択による磁性複合体形成の有無が確認された。3.ピレニル基を持つキラル脂質を合成し、ベンゼンおよびシクロヘキサン/エタノール中でオルガノゲルを形成させた。このオルガノゲルと光吸収を有するCdSeナノ粒子またはナノロッドとを複合化することにより,CdSeナノ粒子及びナノロッドの光吸収へのキラリティの誘起を試みた。ベンゼン中でCdSeナノ粒子及びナノロッドは繊維状会合体表面及び内部に分散し、CdSeナノロッド複合体はCdSeナノロッドによる誘起円二色性を示した。同時に、光照射によるナノロッドの分極と脂質分子からナノロッドへの電荷移動が起こることが確認された。4.サリチルデンアニリン誘導体から新規ゲル化剤の合成を行い、有機溶媒中における分子の会合形態を評価した。この分子はゲル状態においてJ会合しており、ゾル状態に比べ強く発光し、ゾル-ゲル転移に伴う光異性化、光互変性を有することがわかった。これはコレステロール部位の立体効果による会合分子間の空間サイズがゾル-ゲル転移により変化するために起こると推察される。

本研究では、光機能性、磁性を有する無機ナノ粒子を複合化させたオルガノゲルを開発し、従来にない高感度なセンシング材料や光機能材料の分野へ応用展開することを目的とし、以下の4項目について検討を行った。1.ステアリン酸カドミウムをオルガノゲル化剤とし、蛍光性CdSeナノ粒子(CdSe NCs)と分子ゲルとの複合化の検討を行った。粒径により複合体の構造が異なることが確認され、CdSe NCsと分子ゲルの間での電荷移動が確認された。これらより、可逆的なゾル-ゲル転移を示す光機能性CdSe NCs複合体が形成されたことを確認した。2.ステアリン酸コバルトをオルガノゲル化剤とし、磁性Coナノ粒子(Co NCs)と分子ゲルとの複合化を、ベンゼンおよびシクロヘキサン中で評価した。ベンゼン中ではCo NCsは繊維状会合体による網目構造の空隙に分散し、シクロヘキサン中では繊維状会合体表面に集積され、溶媒選択による磁性複合体形成の有無が確認された。3.ピレニル基を持つキラル脂質を合成し、ベンゼンおよびシクロヘキサン/エタノール中でオルガノゲルを形成させた。このオルガノゲルと光吸収を有するCdSeナノ粒子またはナノロッドとを複合化することにより,CdSeナノ粒子及びナノロッドの光吸収へのキラリティの誘起を試みた。ベンゼン中でCdSeナノ粒子及びナノロッドは繊維状会合体表面及び内部に分散し、CdSeナノロッド複合体はCdSeナノロッドによる誘起円二色性を示した。同時に、光照射によるナノロッドの分極と脂質分子からナノロッドへの電荷移動が起こることが確認された。4.サリチルデンアニリン誘導体から新規ゲル化剤の合成を行い、有機溶媒中における分子の会合形態を評価した。この分子はゲル状態においてJ会合しており、ゾル状態に比べ強く発光し、ゾル-ゲル転移に伴う光異性化、光互変性を有することがわかった。これはコレステロール部位の立体効果による会合分子間の空間サイズがゾル-ゲル転移により変化するために起こると推察される。