希土類を含むLangmuir-Blodgett膜開発と味覚センサの感応膜への応用

摘要

LB膜は分子が結晶とは異なる様式で高い規則性を伴った分子性の層状材料である。この構造体は，有機分子内に設計された疎水性と親水性の双方を有することで保持され，希土類イオンの添加によりその骨格の強度は増大する。例えば，両親媒性分子を用いた系では，親水基に希土類イオンが結合し，その希土類イオンの層とアルキル鎖の疎水基が50A程度の問隔で交互に積層する。疎水部分に親和性の高い有機分子は，溶液中で自己挿入され，例えば，お酒に含まれるアミノ酸などを吸着する。この時，LB膜の電位が効率よく応答し，更に希土類イオンを入れない系よりも3倍程度感度が向上する。なお，膜は光学的に偏光性を示すようになる。すなわち，ナノ厚の薄膜内に規則性と化学的吸着性の勾配を持たせることで，新たな電気特性を示しそれを信号としてとらえられる人工味覚の開発に一石を投じるような物質系が構築できる。特に希土類イオンを導入するとセンサ応答能は3倍程度になり，LB骨格が保持されるだけでなく疎水部分の化学的相互作用にも効果が期待される。天然資源の少ない日本で，界面を利用してごく少量の希土類錯体を膜化し，発光の偏光性発現と味覚物質への応答の双方を実現した私どものLB膜系は．今後の材料や素子開発に明るい未来をもたらすものと期待している。