(57)【要約】【課題】真っ直ぐな鎖状のポリフルオレンを被固定化物に配向配列させるための方法、およびこの方法によって被固定化物上に配向配列されたポリフルオレンからなる被固定化物を提供する。【解決手段】「一般式（１）【化４】2004322042.tif 000005（式中、Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ炭化水素基を示し、ｎは１０以上、１，０００，０００以下の整数を示す）」で表されるポリフルオレンを被固定化物上に配向配列させる方法であって、上記ポリフルオレンを有機溶媒に溶解させて、ポリフルオレン溶液を調製する調製工程と、上記ポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布する塗布工程と、上記ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上にガスを噴射する噴射工程とを含む構成とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
2004322042.tif 000004
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ炭化水素基を示し、ｎは１０以上、１，０００，０００以下の整数を示す）
で表されるポリフルオレンを被固定化物上に配向配列させる方法であって、
上記ポリフルオレンを有機溶媒に溶解させて、ポリフルオレン溶液を調製する調製工程と、
上記ポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布する塗布工程と、
上記ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上にガスを噴射する噴射工程とを含むことを特徴とするポリフルオレンの配向配列方法。
【請求項２】
３０℃のテトラヒドロフラン中における上記一般式（１）で表されるポリフルオレンの粘度指数が、０．８〜１．１の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のポリフルオレンの配向配列方法。
【請求項３】
上記請求項１または２に記載の方法によってポリフルオレンが配向配列されてなる被固定化物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリフルオレンを基板や電極等の被固定化物に配向配列させる方法、およびこの方法によってポリフルオレンが配向配列されてなる被固定化物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半剛直性の半導体高分子であるポリフルオレンは、分子ナノセンサーシステムや分子デバイス構築のための分子導線として期待されている。
【０００３】
ところで、ポリフルオレンを用いて分子導線を製造するには、真っ直ぐな鎖状のポリフルオレンを、基板や電極等の被固定化物上に配向配列させればよい。
【０００４】
これまでに、高分子を被固定化物上に配向配列させるための様々な方法が知られており、これらは、例えば、特許文献１や非特許文献１に開示されている。（なお、本発明者が調査した限りでは、本発明にかかる、半剛直性のポリフルオレン配向鎖を被固定化物上に配向配列させる方法に関する従来技術文献は見出されなかった。）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２２５４０６（公開日：平成１３年８月２１日）
【０００６】
【非特許文献１】
Ｃｈｉｎｇ−Ｈｗａ  Ｋｉａｎｇ  Ｊ．  Ｐｈｙｓ．  Ｃｈｅｍ．  Ａ  ２０００，  １０４，  ２４５４−２４５６
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法によれば、高分子鎖が長いと、高分子が糸まり状となってしまい被固定化物上に配向配列されない。一般に、分子導線として利用可能なポリフルオレン鎖は長く、このようなポリフルオレンを被固定化物上に配向配列させようとしても、真っ直ぐな鎖状のポリフルオレンとして配向配列させることはできない。
【０００８】
そこで本発明の目的は、真っ直ぐな鎖状のポリフルオレンを被固定化物上に配向配列させるための方法、およびこの方法によってポリフルオレンが配向配列された被固定化物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、注意深く分子設計されたポリフルオレンを有機溶媒に溶解させることで調製したポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布し、その後、常温常圧大気下で、ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上に、高圧のガスを噴射することで、配向性を備えた一分子状態のポリフルオレンが被固定化物上に配列されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明にかかるポリフルオレンの配向配列方法は、上記の課題を解決するために、一般式（１）
【００１１】
【化２】
2004322042.tif 000002
【００１２】
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ炭化水素基を示し、ｎは１０以上、１，０００，０００の整数を示す）
で表されるポリフルオレンを被固定化物上に配向配列させる方法であって、上記ポリフルオレンを有機溶媒に溶解させて、ポリフルオレン溶液を調製する調製工程と、上記ポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布する塗布工程と、上記ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上にガスを噴射する噴射工程とを含むことを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンを含むポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布した後、このポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上にガスを噴射することで、ポリフルオレン溶液中に含まれるポリフルオレンは分散し、またポリフルオレン溶液中の有機溶媒は気化する。
【００１４】
そして有機溶媒が気化する過程で、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンと上記被固定化物との間に物理吸着が生じ、これにより一分子状態のポリフルオレンが被固定化物に固定化される。
【００１５】
このとき、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンは末端基を有しているため、一軸上に配向性を備えた一分子状態のポリフルオレンが、被固定化物の面内に配列される。
【００１６】
これによれば、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンを、真っ直ぐな鎖状として被固定化物上に簡便に配向配列させることができる。
【００１７】
また本発明は、上記の課題を解決するために、３０℃のテトラヒドロフラン中における上記一般式（１）で表されるポリフルオレンの粘度指数が、０．８〜１．１の範囲内であることを特徴としている。
【００１８】
また本発明では、ポリフルオレンが配向配列されてなる被固定化物を提供する。この被固定化物とは、具体的には、上記いずれかの方法によってポリフルオレンが配向配列されてなる被固定化物であることを特徴としている。
【００１９】
これによれば、一軸上に配向性を備えた一分子状態のポリフルオレンが配列されてなる被固定化物を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、以下に説明する。本発明にかかるポリフルオレンの配向配列方法は、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンを用いる構成である。
【００２１】
上記一般式（１）において、Ｒ１，Ｒ２でそれぞれ示される炭化水素基は、少なくとも１つの炭素及び少なくとも１つの水素を有していれば、特に限定されるものではなく、直鎖状でも枝分かれ状でもよい。
【００２２】
また、上記一般式（１）におけるｎは、ポリフルオレンを構成するフルオレンモノマーの繰り返し単位であり、１０以上、１，０００，０００以下の整数であれば、特に限定されるものではない。
【００２３】
上記ｎが１０を下回ると、上記ポリフルオレンの蛍光強度が極めて弱くなる。そのため、このようなポリフルオレンが固定化されてなる被固定化物を例えば分子導線として用いる場合には、ポリフルオレンの特性を十分に利用できなくなるおそれがある。また、上記ｎが１，０００，０００を上回ると、ポリフルオレンの有機溶媒に対する溶解度が極めて低下するため、ポリフルオレン溶液を調製するのが困難となり、好ましくない。
【００２４】
本実施の形態にかかる上記一般式（１）で表されるポリフルオレンは、半剛直性を有している。
【００２５】
ここで、「半剛直性」（「半屈曲性」ともいう）とは、高分子の希薄溶液を調製し、高分子濃度をゼロに外挿した極限粘度と分子量を両対数プロットしたマーク・ホーウインク・サクラダプロットにより得られる傾き、すなわち粘度指数の値である。
【００２６】
本実施の形態では、３０℃のテトラヒドロフラン中における上記一般式（１）で表されるポリフルオレンの粘度指数が、０．８〜１．１の範囲内であることが好ましい。
【００２７】
また、本実施の形態にかかる上記一般式（１）で表されるポリフルオレンは、特に限定されるものではないが、ＧＰＣ（Ｇｅｌ  Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，  溶離剤はテトラヒドロフラン使用，  ポリスチレン補正曲線使用）測定による重量平均分子量が４０万程度であることが好ましい。
【００２８】
上記一般式（１）で表されるポリフルオレンとして、具体的には、例えば、９，９−ジ（ｎ−デシル）体、９，９−ジ（ｎ−オクタデシル）体、９，９−ジ（３，７−ジメチルオクチル）体、９，９−ジ（ｎ−ヘキシル）体、９，９−ジ（ｎ−オクチル）体、９，９−ジ（ｎ−ドデシル）体、９，９−ジ（ｎ−テトラデシル）体、９，９−ジ（ｎ−ヘキサデシル）体、９，９−ジ（ｎ−ドコシル）体のポリフルオレン等；を挙げることができるが、これらは特に限定されるものではない。
【００２９】
本実施の形態では、まず、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンを有機溶媒に溶解させて、ポリフルオレン溶液を調製する。
【００３０】
上記有機溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素；トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素；テトラヒドロフラン、ジオキサン、クロロホルム、ジクロロメチレン、ジクロロエタン、ｎ−デカン、ｎ−オクタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等のパラフィン系炭化水素；トルエン、アニソール、ピリジン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン等の複素環式化合物；ジメチルホルムアミド等のアミド系化合物等を用いればよい。なお、これら有機溶媒の種類は特に限定されるものではない。
【００３１】
このとき、上記ポリフルオレン溶液中に含まれるポリフルオレンの濃度は、特に限定されるものではないが、１０−１０ｍｏｌ／Ｌ〜１０−１ｍｏｌ／Ｌの範囲内とすることが好ましい。
【００３２】
次に、本実施の形態では、上記ポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布する。
【００３３】
上記被固定化物とは、例えば、マイカ、石英、シリコン、ＩＴＯ、金、白金、チタン、銀、マグネシウム、アルミニウム、サファイア等の導電性材料あるいは半導体材料を劈開、あるいは表面研磨してなる基板や電極等を用いることができ、これらは特に限定されるものではない。
【００３４】
本実施の形態において、上記ポリフルオレン溶液を被固定化物に塗布する方法は、特に限定されるものではなく、例えばスピンコート法により、ポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布することができる。
【００３５】
また、被固定化物上に塗布するポリフルオレン溶液の量は、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すればよいものとする。
【００３６】
さらに、本実施の形態では、上記ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上にガスを噴射する。
【００３７】
上記ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンおよび上記被固定化物に対して不活性なガスであれば、特に限定されるものではない。
【００３８】
また、使用する上記ガスの圧力や量は、上記ポリフルオレン溶液中のポリフルオレンの濃度や、使用する被固定化物の大きさ等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、本実施の形態では、上記ガスの使用量を、０．１Ｌ／分〜５Ｌ／分とすることが好ましく、０．５Ｌ／分〜１Ｌ／分とすることがより好ましい。上記ガスの使用量の下限値が、０．１Ｌ／分を下回ると、被固定化物上にポリフルオレンが残らないおそれがある。また、上記ガスの上限値が、５Ｌ／分を上回ると、ポリフルオレンが同軸方向に並ばない可能性がある。
【００３９】
なお、本実施の形態において、ガスを噴射する方法は特に限定されるものではなく、例えば、エアガンを用いて、ガスの噴射を行うことができる。
【００４０】
また、上記ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物に対するガスの噴射方向は、特に限定されるものではなく、被固定化物に対して０度〜９０度の任意の角度で噴射すればよい。
【００４１】
ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上にガスを噴射することで、ポリフルオレン溶液中に含まれるポリフルオレンは分散し、またポリフルオレン溶液中の有機溶媒は気化する。
【００４２】
そして有機溶媒が気化する過程で、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンと上記固定化物との間に物理吸着が生じ、これにより一分子状態のポリフルオレンが被固定化物に固定化される。
【００４３】
ここで、本実施の形態で用いるポリフルオレンは、一般式（１）に示すように末端基を有しているため、一軸上に配向性を備えた一分子状態のポリフルオレンが、被固定化物の面内に配列される。従って、本実施の形態によれば、上記一般式（１）で表されるポリフルオレンを、真っ直ぐな鎖状として被固定化物に簡便に配向配列させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態によって得られる被固定化物は、一軸上に配向性を備えた一分子状態のポリフルオレンが配列されてなるものである。それゆえ、このようなポリフルオレンが配向配列されてなる被固定化物を、例えば、分子デバイスや光学活性分子ナノセンサーシステム構築のための分子導線として好適に使用することができる。
【００４５】
【実施例】
〔実施例１〕
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００４６】
ポリフルオレンとしての９，９−ジ（ｎ−デシル）ポリフルオレン０．０５ｇをトルエンに溶解させ、１０−４ｍｏｌ／Ｌのポリフルオレン溶液を調製した。そしてポリフルオレン溶液を基板上に塗布した。次に、ポリフルオレン溶液の塗布された基板上に、窒素ガスを噴射した。そして、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて上記ポリフルオレン溶液の塗布された基板の表面観察を行った。その結果を図１に示す。図１に示すのは、本実施例によって得られた基板のＡＦＭ像である。同図から、一分子状態のポリフルオレンが、基板上で一軸配向配列していることがわかった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明にかかるポリフルオレンの配向配列方法は、以上のように、一般式（１）
【００４８】
【化３】
2004322042.tif 000003
【００４９】
（式中、Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ炭化水素基を示し、ｎは１０以上、１，０００，０００の整数を示す）
で表されるポリフルオレンを被固定化物上に配向配列させる方法であって、上記ポリフルオレンを有機溶媒に溶解させて、ポリフルオレン溶液を調製する調製工程と、上記ポリフルオレン溶液を被固定化物上に塗布する塗布工程と、上記ポリフルオレン溶液の塗布された被固定化物上にガスを噴射する噴射工程とを含む構成である。
【００５０】
それゆえ、被固定化物上に配向配列されるポリフルオレンを、真っ直ぐな鎖状として被固定化物上に簡便に配向配列させることができるという効果を奏する。
【００５１】
本発明にかかるポリフルオレンの配向配列方法は、以上のように、３０℃のテトラヒドロフラン中における上記一般式（１）で表されるポリフルオレンの粘度指数が、０．８〜１．１の範囲内である構成である。
【００５２】
本発明にかかる被固定化物は、以上のように、上記いずれかの方法によってポリフルオレンが配向配列されてなるものである。
【００５３】
それゆえ、一軸上に配向性を備えた一分子状態のポリフルオレンが配列されてなる被固定化物を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における基板のＡＦＭ像を示す図である。
【図１】
2004322042.tif 000006