垂直貫通ナノチャンネル積層膜を反応場とする光触媒反応系の構築

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(1) 連結点の分子設計：親・疎水鎖の連結点の側方に短鎖アルキル基を介してアジド基を導入した両親媒性液晶ブロック共重合体（lBC）の合成に成功した。得られたlBCは薄膜中で、対応するアジド基を持たないlBCと同等の、垂直配向シリンダー型のミクロ相分離構造を与えたことから、側方アジド基の導入によるナノ構造への影響はほとんどないことを確認した。現在、末端アルキンを有するReビピリジン錯体および亜鉛ポルフィリンユニットを設計・合成し、Click反応による導入を検討中である。(2) 疎水性マトリクス部の利用：ビフェニルは架橋性を持たないため、自立膜を作製することができない。そこで架橋部として少量のスチルベンまたはカルコンをモノマーユニットとして共重合させることにより、自立膜の作製を検討した。現在、自立膜としての強度を確保するため、共重合体比の最適化に取り組んでいる。また、液晶部を集光部として利用することを目的として、ビフェニルの他に共役系を拡張した芳香族メソゲンについても検討し、波長領域の拡張を目指した。本年度はまず、フェニル基間をジアセチレンユニットで連結した構造について検討を進め、シリンダー型のミクロ相分離構造の形成を確認した。(3) 親水性シリンダー部の利用：多孔質膜上に成膜したlBC膜に対して、Ptナノ粒子溶液を通じることによって、Ptナノ粒子との複合化を試みた。シリンダーよりも大きな径をもつPtナノ粒子はlBC膜表面に堆積するものの、ファウリングを起こさず、水の透過流束は維持されることを確認した。この複合膜についてはシリンダー出口付近を反応場とする系として利用することを想定している。