三次元的にオーダーされたナノ複合材料の設計と機能

本研究は、"表面イメージング法"と"表面ゾルーゲル法"を組み合わせることによる三次元的にオーダーされたナノ複合材料の設計を目的としている。今年度は、昨年度得られた"光照射によって位置選択性を発現するナノシートの作製"、並びに"作製したナノシート表面への有機低分子化合物の付加"の知見を基に、その積層化についての研究を行った。積層化について、まずはスピンコート法により積層化を行った。"光反応性無機層の作製"と"光照射とそれに続く色素分子の表面への固定"を数サイクル繰り返し、UVや蛍光スペクトル、さらには蛍光顕微鏡により評価を行ったところ、各層の色素の吸収ならびに発光が独立して観察された。スピンコート法により得られる層の厚さは20nm程度と厚いため、色素がきちんと固定化されている限り、各層の色素間の電子的あるいはエネルギー的相互作用が起こり得ない。このことから、各層内の位置選択性は失われることなく、独立した機能層を積み上げることに成功したと結論づけられる。続いて、同じことを表面ゾルーゲル法により行った。まず始めにローダミン色素を包括した層を作製し、その上にフルオレスカミン色素を包括した層をさらに積層する。このとき、中間層として光化学的に不活性なジルコニア層を間に挟む。ローダミンとフルオレスカミン間のエネルギー移動は、それぞれの層間の距離に依存するため、中間層であるジルコニア層の厚さを変えることによりその挙動を調べた。この結果、ジルコニア層の厚さが25Å程度で急激にエネルギー移動が観察されなくなった。この系における消光半径は均一系で約30Åであるので、この結果は均一系のそれとほぼ一致し、また縦方向の位置が合わない系でもエネルギー移動が起こらなかった。このことから、表面ゾル-ゲル法と表面イメージング法を併用することにより、位置選択性を有した機能層を、ナノメートルオーダーで精密に積層することが確認できた。

本研究は、"表面イメージング法"と"表面ゾルーゲル法"を組み合わせることによる三次元的にオーダーされたナノ複合材料の設計を目的としている。今年度は、昨年度得られた"光照射によって位置選択性を発現するナノシートの作製"、並びに"作製したナノシート表面への有機低分子化合物の付加"の知見を基に、その積層化についての研究を行った。積層化について、まずはスピンコート法により積層化を行った。"光反応性無機層の作製"と"光照射とそれに続く色素分子の表面への固定"を数サイクル繰り返し、UVや蛍光スペクトル、さらには蛍光顕微鏡により評価を行ったところ、各層の色素の吸収ならびに発光が独立して観察された。スピンコート法により得られる層の厚さは20nm程度と厚いため、色素がきちんと固定化されている限り、各層の色素間の電子的あるいはエネルギー的相互作用が起こり得ない。このことから、各層内の位置選択性は失われることなく、独立した機能層を積み上げることに成功したと結論づけられる。続いて、同じことを表面ゾルーゲル法により行った。まず始めにローダミン色素を包括した層を作製し、その上にフルオレスカミン色素を包括した層をさらに積層する。このとき、中間層として光化学的に不活性なジルコニア層を間に挟む。ローダミンとフルオレスカミン間のエネルギー移動は、それぞれの層間の距離に依存するため、中間層であるジルコニア層の厚さを変えることによりその挙動を調べた。この結果、ジルコニア層の厚さが25Å程度で急激にエネルギー移動が観察されなくなった。この系における消光半径は均一系で約30Åであるので、この結果は均一系のそれとほぼ一致し、また縦方向の位置が合わない系でもエネルギー移動が起こらなかった。このことから、表面ゾル-ゲル法と表面イメージング法を併用することにより、位置選択性を有した機能層を、ナノメートルオーダーで精密に積層することが確認できた。