JP2009108175A - 導電性高分子からなる微小立体構造物の製造方法及び導電性高分子からなる微小構造物を含む機能素子。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光透過性の高分子膜の内部を、その膜厚方向をZ方向とした3次元的な反応場として規定し、当該反応場において導電性高分子の光重合を行なう。高分子膜に導電性高分子の酸化重合性モノマーと、酸化剤と、光増感分子とを含む光重合性組成物を含浸したのち、上記高分子膜の内部であって膜厚方向をZ方向として定義する3次元的な領域にフェムト秒レーザーによってレーザー光を集光照射する。その際、焦点を3次元的に移動させながら露光することによって、上記高分子膜の内部に所望の形状の導電性高分子からなる微小立体構造物を形成することができる。
【選択図】図2
Description
光重合反応の反応場である露光セル30を図4に示す手順で作製した。光増感分子として1 mMのトリス(2,2’-ビピリジル)ルテニウム錯体塩化物6水和物(Ru(bpy)3 2+/アルドリッチ製)を、酸化剤として1 mMのメチルビオローゲン(MV2+/東京化成製)を、支持電解質として0.1 Mのテトラフルオロほう酸リチウム(LiBF4/東京化成製)を用い、これらを純水に溶かして溶液Aを調製した。調製した溶液Aに対し、電子供与分子として作用する光重合性モノマーとして、0.22 Mのピロール(和光純薬製)を溶かし、重合液Bを調製した。
図5に示す、専用設計の光造形装置40(フォトサイエンス製:MPF-130)を用いて、上述した手順で作製した露光セル30において光造形を行なった。光造形装置40は、ダイオード励起固体レーザー42(Millennia Pro/スペクトラフィジックス製)、モードロックチタンサファイヤレーザー44(Tsunami/スペクトラフィジックス製)、レーザーアッテネーター46、ならびに、スペーシャルフィルタ48、対物レンズ50等を含む集光光学系52、および試料ステージ54、ピエゾXYZ軸ステージ56を含んで構成した。露光セル30に入射するレーザー光の条件は、波長は800 nm、パルス幅は150 fs、繰り返し周波数は80 MHzとし、最終出力を対物レンズ50(N.A.0.8)下で130 mWとした。
μm/sとした。
光造形を行った後、露光セル30を青色LED68によって励起させ、露光セル30内に取り込まれたルテニウム錯体を発光させた。その結果、露光セル30内に、ピロールが重合してなるポリピロールがルテニウム錯体の発光を遮ることによって出現する陰が観察され、露光セル30の内部にポリピロールが形成されていることが確認された。なお、ポリピロールの3次元的構造体の透過平面像についてはシステム生物顕微鏡BX-60(オリンパス製)を、立体像については共焦点レーザ走査型顕微鏡FV1000-D(オリンパス製)をそれぞれ用いて観察した。
Claims (9)
- 導電性高分子からなる微小立体構造物を製造する方法であって、
光透過性の高分子膜に導電性高分子の酸化重合性モノマーと、酸化剤と、光増感分子とを含む光重合性組成物を含浸する工程と、
前記高分子膜の内部であって膜厚方向をZ方向として定義する3次元的な領域に、焦点を移動させながらレーザー光を集光照射する工程と
を含む製造方法。 - 前記集光照射する工程は、レーザー光の焦点を3次元的に移動させながら照射する工程である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記光重合性組成物を含浸する工程は、前記高分子膜に、前記酸化剤および前記光増感分子を含む組成物を含浸した後、前記酸化重合性モノマーを含む組成物を含浸する工程である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記高分子膜は、3次元細孔構造を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記高分子膜は、イオン交換膜である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記レーザー光は、フェムト秒レーザーによって発振される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 光透過性の高分子膜と導電性高分子とを含む機能素子であって、
前記高分子膜の内部であって膜厚方向をZ方向として定義する3次元的な領域に導電性高分子からなる微小構造物を含む
機能素子。 - 前記微小構造物は、3次元的な構造物である、請求項7に記載の機能素子。
- 前記3次元的な構造物は、前記Z方向において空間的に離間した複数の構造物を含んで構成される、請求項8に記載の機能素子。
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