機能材料化学グループ

有機モジュールと金属イオンの電子親和力を利用したハイブリッド高分子の創製

π共役有機配位子を用いて高分子主鎖に金属イオンを導入すれば、電子移動性に優れた高分子が得られるだけでなく、 電気や光によって金属や配位子の電子状態を変化させることで電子・光物性や磁性を制御できると期待される。 ターピリジンと２価の鉄イオンからなる錯体はMLCTに基づき青色を呈することが知られている。そこで、ターピリジル基を両末端に有するビス （ターピリジル）ベンゼンと酢酸鉄（II）を混合することで、濃青色のハイブリッド高分子を得ることに成功した。

金属イオンから有機モジュールへの電荷移動を利用したエレクトロクロミック素子

ハイブリッド高分子をITO基板上にスピンキャストし、有機溶媒中で電位を印可すると鉄イオンの価数の変化に応じて膜の色が濃青色から 無色へと変化することを見いだした。このエレクトロクロミック変化は高速かつ可逆であった。さらに、有機モジュールや金属イオン種を 取り替えるだけで、ハイブリッド高分子における酸化還元電位や呈色の波長を自在にコントロールできることを見出した。

金属集積型有機モジュールを用いたイオンセンシング素子

1. "The solid-state architecture of a metallo-supramolecular polyelectrolyte",
   U. Kolb, K. Buscher, C. A. Helm, A. Lindner, A. F.Thunemann, M. Menzel, M. Higuchi, D. G. Kurth, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 10202-10206 (2006).
2. "Transition metal ions: weak links for strong polymers",
   D. G. Kurth,M. Higuchi, Soft Matter, 2, 915-927 (2006).
3. "Novel Pyridine Ring Functionalized Bisterpyridines: One-pot Synthesis and Self-Assembly of Metallo-Supramolecular Polyelectrolytesas Electrochromic Materials",
   F. Han, M. Higuchi, D. G. Kurth, Adv.Mater., 19, 3928-3931 (2007).
4. "Electrochemical functions of metallo-supramolecular nano-materials",
   M.Higuchi, D. G. Kurth, The Chemical Record, 7, 203-209 (2007).
5. "Metallo-Supramolecular Polyelectrolytes Self-assembled from Various Pyridine Ring Substituted Bis-terpyridines and Metal Ions: Photophysical, Electrochemical and Electrochromic Properties",
   F. Han, M. Higuchi, D. G. Kurth, J. Am. Chem. Soc., (2008) in pres