らせんσ共役高分子による弱い化学的相互作用の転写・記憶・増幅・検出

使用螺旋 σ 共轭聚合物进行弱化学相互作用的转录、记忆、放大和检测

基本信息

批准号：
17750110
负责人：
内藤昌信
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、分子内・分子間の非古典的な微弱な相互作用を、鎖状高分子のコンホメーション変化(剛直性変化・不斉誘起など)に変換・転写・増幅させるシステムを構築することを目的とした。理想的な鎖状高分子としてσ共役高分子ポリシラン(PSi)に注目し、剛直性・分子長が異なる各種PSiを合成した。得られたPSiのイソオクタン溶液中に、表面官能基としてOH基を持つ基板(マイカ、石英、ヒドロキシアルカンチオール自己組織化膜を固定化した金基板)を浸漬すると、PSiの反応活性末端基SiH基と、表面OH基との弱い水素結合によりシランカップリング反応が進行し、常温・常圧、ウェットプロセスでPSiを基板上に固定化することに成功した。さらに、半屈曲性poly(isobutyldecylsilane, PSi_-1)と屈曲性poly(methylpropylsiane, PSi_-2)を用いて固定化メカニズムを詳細に検討したところ、持続長よりも短い分子長のPSi上は、PSiのアルキル側鎖基と表面OH基との微弱なCH/OH相互作用により、浸漬直後から主鎖軸が基板に対して水平配向して固定化された。さらに浸漬を続けると、隣接するPSi鎖のアルキル側鎖鎖間の微弱な分子間CH/CH相互作用および、SiH末端基と表面OH基間のSiH・OH相互作用などが相乗的に作用することにより、PSi主鎖の配向方向が水平から垂直へ自発的に再配置し、最終的にはほぼ垂直配向した高分子薄膜が得られた。一方、PSi_-1と同程度の分子長のPSi_-2は、PS_-1で見られた主鎖配向の相転移は見られず、PSiが糸まり状に絡み合い、マッシュルーム状構造体を形成した。この結果、鎖状高分子鎖の基板上でのコンポメーションが、分子長と持続長の制御と、高分子/高分子、高分子/表面間での微弱な分子間相互作用の精密制御および増幅によって可能であることを明らかにした。

这项研究旨在构建一个系统，该系统将链聚合物的构象变化（例如刚性变化，不对称诱导等）转换，转录和放大，分子内和分子间的非经典相互作用和分子间。我们专注于σ结合聚合物多硅烷（PSI）作为理想的链聚合物，并合成了不同刚度和分子长度不同的PSI。 When a substrate having an OH group as a surface functional group (a gold substrate with immobilized mica, quartz, and hydroxyalkanethiol self-assembled film) was immersed in the resulting isooctane solution of PSi, the silane coupling reaction progressed due to weak hydrogen bonding between the SiH group of PSi and the surface OH group, and PSi was successfully immobilized on the substrate by a wet process at室温，正常压力。此外，当使用半串联的聚（异丁基硅烷，pSI_-1）和柔性聚（甲基丙基甲基硅烷，psi_-2）详细检查固定机制，在PSI上，分子长度短于分子长度，比持续时间短，与持续时间相互作用，与水平相互作用固定在水平方向上，将其固定在水平方向上，依次固定在水平方向上。 PSI的侧链组和表面OH组。进一步的沉浸式继续，相邻PSI链的烷基侧链之间的分子间CH/CH相互作用较弱，SIH终端组和表面OH组之间的SIH-OH相互作用是协同作用的，导致PSI主体链自发地重排在水平到垂直到垂直的膜，并最终带有垂直层的层状。另一方面，具有与psi_-1的分子长度大致相同的PSI_-2并未显示PS_-1中主链方向的相变，而PSI像结块一样交织在一起，形成了类似蘑菇的结构。这表明，通过控制分子长度和持续时间长度，以及对聚合物/聚合物和聚合物/表面之间的弱分子间相互作用的精确控制和扩增，可以通过控制链链在底物上的组成。