分子認識能を有する共役高分子ナノ粒子・ナノファイバーに関する研究

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π電子を高分子鎖上に持つ共役高分子は、光・電子・磁気機能を持つことから多くの研究が行われている。共役高分子の精密な分子設計および重合により、様々な共役高分子が合成され有機光・電子デバイスへの展開が図られている。本研究は、共役高分子間の相互作用の精密な制御および外部環境変化に伴う共役高分子間の凝集状態の変化による新規な刺激応答性共役高分子ソフトマテリアルの構築を目的として研究を行った。スルホン酸基・カルボン酸基・四級アンモニウム基などの親水性側鎖を導入することによる水溶性共役高分子が合成され、水中および膜中での発光特性および伝導性について検討が行われている。そこで、共役高分子間の相互作用を制御することを目的とし、親水性側鎖を持つ新規な共役高分子を合成した。次に、同様な共役高分子骨格を用いた共役高分子ゲルの調製と機能について検討を行った。共役高分子ゲルは、共役高分子鎖間を橋架けすることによって調製される。共役高分子ゲルにpH・光照射・温度変化・電場印可・化学物質の添加による刺激応答性を共役高分子ゲルに付与することができれば、感知・認識・運動などの機能を持つソフトマテリアルとなる。側鎖のデザインによる刺激応答性共役高分子ゲルの調製について検討を行った。今回スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基を持つ3種類の共役高分子ゲルを合成することに成功した。これらのゲルは水中において主鎖高分子に由来する強い発光を示すことを確認できた。どのタイプのゲルも球状で大きさの平均が訳1μm程度であることが確認できた。スルホン酸基を持つゲルは温度に、カルボン酸基を持つゲルはpHに、水酸基を持づゲルは溶媒の変化に応答しゲルの体積、蛍光スペクトル等が変化することを観察することができた。このようなゲルは刺激応答性のソフトマテリアルとして期待できる。