分子鋳型法による高分子およびカーボンナノヘリックスの合成と特性

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本研究では、ラセン状構造をもつレゾルシノール(R)/ホルムアルデヒド(F)系高分子ナノ複合体を合成し、これを前駆体として、コイル状あるいはツイスト状構造を有するカーボンナノヘリックスを創製する技術を開発することを目的としている。前年度までの結果を踏まえ、レゾルシノール(R)ホルムアルデヒド(F)重合反応系の鋳型剤として、セチルトリメチルアンモニウムプロミド(CTAB)、メシチレン(TMB)とともに、キラル構造を持つアミノ酸系界面活性剤あるいはイソアルキルアルコール(2-ROH)を添加することにより、RFポリマーとその焼成により得られるカーボンの形態を制御することを試みた。その結果、アニオン界面活性剤(S*)系では、ワイヤー状、らせん状、渦巻き状などの形態を持つポリマー粒子が生成し、S*のアルキル鎖の長さ、Fの添加量を変えることで、それらの割合や粒子サイズが変化することがわかった。特にアルキル基の炭素数が18のS*を用いた場合には、直径約80nnmのコイル状ポリマーが単一相として得られた。2-ROHを添加した系では、炭素数の増加に伴い、粒子形状はワイヤー状から球状へ変化し、キラル体ではラセミ体に比べてその傾向が増進した。得られたRFポリマーはいずれも、その形態を保持したまま、カーボン粒子へ変換されることを確認し、さらに2-オクタノール添加系では予め粉砕したポリマー粒子からその粒径に応じた直径を持つ均一な中空球状マクロカーボン粒子が生成することを見出した。