液晶性有機無機ハイブリッドデンドリマーの創製

液晶有机-无机杂化树枝状聚合物的制备

基本信息

批准号：
12J09313
负责人：
松原正樹
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

三次元的に規則配列した無機ナノ粒子は, 集合構造に由来する新たな機能発現の可能性がある. 一方で, 有機デンドロンは液晶性を有し, 複数の分子の自己集合により様々な自己組織構造を形成する. 本研究では, 無機ナノ粒子ヘデンドロン由来の液晶性を付与することに着目し, カルボキシル基修飾した無機ナノ粒子と末端アミノ基を有するデンドロンをアミド結合形成により有機無機ハイブリッド化し, 無機ナノ粒子をコアとした液晶性有機無機ハイブリッドデンドリマーの三次元自己組織構造形成および構造形成に由来する新たな機能開発を目的とした. 本手法は様々な球状無機ナノ粒子に汎用的に応用できる可能性があり, 超格子構造を構築するボトムアップ型テクノロジーの新手法のひとつとなるという点で大変意義深いと考えられる.本年度は新たに半導体ナノ粒子(量子ドット)であるCdSナノ粒子に着目した. 基材となるカルボキシル基修飾球状CdSナノ粒子C1は, ドデカンチオールおよびメルカプトヘキサデカン酸の両存在下でカドミウム源の熱分解によって調製した. 次いで液晶性有機デンドロンG2とハイブリッド化し, CdSナノ粒子をコアとした有機無機ハイブリッドデンドリマーG2/C1を合成した.G2/C1はDSC測定による液晶性評価では, 7℃から216℃の温度範囲で液晶相を形成した. 温度可変SAXS測定では温度上昇に伴い複数の散乱パターンが出現し150℃で高秩序性の組織構造を形成した. 温度可変偏光顕微鏡観察では流動性が見られたものの, 偏光下で複屈折が見られなかったことから, G2/C1はキュービック状の液晶構造を形成していることが明らかとなった. 一方で規則配列した際のフォトルミネッセンス測定をしたところ, 熱処理温度の上昇に伴い発光強度が減少し, 150℃で消光した. これは組織構造の規則化に伴い有機分子中のベンゼン環がスタッキングし低エネルギー準位を形成したため、非放射性のエネルギー移動が起こったと考えられる. 以上から, CdSナノ粒子をコアとした有機無機ハイブリッドデンドリマーを合成し, その組織構造形成・発光特性を明らかにした.

三维有序的无机纳米颗粒具有开发从组装结构得出的新功能的潜力。另一方面，有机树突具有液晶特性，并通过多个分子的自组装形成各种自组织结构。在这项研究中，我们集中于赋予源自无机纳米粒子的液体晶体特性，旨在通过形成羧基修饰的酰基修饰的酰基化的树枝状的酰胺键来实现有机无机杂交，并从三层晶体结构和结构结构结构形式形成新功能，并开发出新的功能。树状聚合物使用无机纳米颗粒作为核心。该方法有可能以一般方式应用于各种球形无机纳米颗粒。它被认为是非常有意义的，因为它是自下而上技术的新方法之一，用于构建超晶格结构。今年，我们专注于半导体纳米颗粒（量子点）的CD纳米颗粒。基于羧基的球形CD纳米颗粒C1（是底物）是通过在十二烷硫醇和墨酰己二烷酸存在下通过镉源的热解制备的。然后，将其与液晶有机树枝状G2杂交，并使用CDS纳米颗粒作为核心合成有机无机杂化培养剂G2/C1。在通过DSC测量评估液晶性能时，在7°C至216°C的温度范围内形成液晶相。在可变温度SAXS测量中，随着温度的升高而出现多个散射模式，并在150°C下形成了高度有序的结构。尽管通过可变的温度极化显微镜观察到流动性，但在极化下未观察到双折射，但据揭示了G2/C1形成了立方液体晶体结构。另一方面，当订购热处理时测量光致发光时，发射强度随热处理温度的升高而降低，并在150°C下淬灭。人们认为这是因为有机分子中的苯环在有序的组织结构时堆叠成低能水平。从上面，将使用CDS纳米颗粒作为核心的有机无机杂化聚合物合成，并揭示了结构形成和发射特性。