架橋液晶高分子を基盤とする次世代光運動材料の創出

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架橋構造をもつアゾベンゼン液晶高分子は,光照射により巨視的かつ異方的に屈伸運動をする。架橋アゾベンゼン液晶高分子を用いた光運動材料に関する先行研究では,汎用高分子フィルムと架橋液晶高分子フィルムの界面を接着剤や電子線を用いて強引に接合させることにより機械的強度の高い材料を作製し,回転運動などの三次元運動が誘起できることを報告している。本研究では,実用性の高い次世代光運動材料の創出を目的とし,柔軟な高分子フィルム表面から直接アゾベンゼン液晶高分子鎖を成長させることにより,基板と光活性層が化学的に接合した界面接合型光運動材料の作製法を提案し,作製した二層フィルムの光運動特性の評価を行った。研究実施計画に従い,(1)柔軟な高分子基板の検討,(2)アゾベンゼン液晶高分子の合成とその架橋方法について検討を行った。高分子基板には,ポリブタジエンを選択し,フィルム上に成形した後,気相反応により原子移動ラジカル重合(ATRP)の開始点となる臭化アルキルを付加した。次に,ATRPにより,修飾したポリブタジエンフィルム表面からアゾベンゼン高分子を成長させた。重合後,フィルムは黄色く着色し,アゾベンゼン高分子が付加されていることがわかった。さらに,塩酸とホルムアルデヒドを用いた気相反応により架橋を施した。作製したフィルムに偏光紫外光を照射すると,偏光方向に沿って屈曲し,可視光照射により元の形状へと復元した。液晶高分子ブラシを有する新規光運動材料の作製に成功した。