共同研究・競争的資金等の研究課題

1999年 - 2001年

有機無機層状結晶を配向分散したポリマー複合材料の光機能制御

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  • 菊田 浩一
  • ,
  • 松山 一夫
  • ,
  • 志知 哲也
  • ,
  • 高木 克彦

課題番号
11450326
配分額
(総額)
14,000,000円
(直接経費)
14,000,000円

検討内容
光機能性を有する有機無機複合体粒子の応用について、その配向制御、分子ホスト間での相互作用と光反応性、無機マトリックスへの複合粒子の分散等について検討を進めた。モデル材料として、種々のビオロゲン-K_4Nb_6O_<17>(V--K_4Nb_6O_<17>)複合体とスチルバゾリウム-モンモリロナイト(STZ-Mont.)などについて検討を行った。
結果
1.有機無機複合体の配向制御に関連し、まず薄板状複合体合成のために、水熱合成法によって、自形を有する粒径の揃ったニオブ酸カリウム(K_4Nb_6O_<17>)板状粒子を合成することが可能となった。
2.STZ-Mont.複合体粒子について層間での分子の密な集合状態を確認し、さらにシリカマトリックス中への配向性薄膜を合成することができた。また、機能性有機分子の傾きを偏光紫外可視スペクトルで明らかにすることができた。
3.V-K_4Nb_6O_<17>複合体について、ビオロゲン分子の側鎖基を種々変化させて合成を行ない、インターカレーション挙動を比較した。特に短鎖側鎖基の場合、良好な光反応挙動を示すことがわかり、長鎖側鎖基の場合には、層構造の乱れが観察された。
4.2つのビオロゲン側鎖基の一方を短鎖にした場合には、ニオブ酸層との間での電子移動が改善され、光反応性が観察できることから、分子と層間の距離が大きな影響を持つことが明かとなった。
5.層状シリケートであるマガディアイト粒子の改質によって、非晶質シリカマトリックスへの層状シリカの分散が可能であることを確認することができた。
6.有機無機複合体の薄膜化に電気泳動法を応用することにより、配向性の良い均一な薄膜を作製することができた。