JPH0122811B2 - - Google Patents
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- JPH0122811B2 JPH0122811B2 JP60098134A JP9813485A JPH0122811B2 JP H0122811 B2 JPH0122811 B2 JP H0122811B2 JP 60098134 A JP60098134 A JP 60098134A JP 9813485 A JP9813485 A JP 9813485A JP H0122811 B2 JPH0122811 B2 JP H0122811B2
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- molecules
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- amphiphilic
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
- B05D1/20—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping substances to be applied floating on a fluid
- B05D1/202—Langmuir Blodgett films (LB films)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、非両親媒性分子の少くとも１つの単
分子層を含む薄膜の調製法に関する。
分子層を含む薄膜の調製法に関する。
ここで、両親媒性分子とは、疎水性部分、即
ち、有極性液体（例えば、水）との親和性の小さ
い部分と、親水性部分、即ち、有極性液体（例え
ば、水）との親和性の大きい部分とを有する有機
分子を云う。
ち、有極性液体（例えば、水）との親和性の小さ
い部分と、親水性部分、即ち、有極性液体（例え
ば、水）との親和性の大きい部分とを有する有機
分子を云う。
液体（例えば、水）の表面に両親媒性分子を導
入すると、上記特徴にもとづき、分子は、液面上
に拡り、疎水性部分が液中に入り、一方、一般に
炭化水素鎖から成る親水性部分が液面から離れて
鎖の軸線が液面に垂直をなすよう、配位する。分
子間の凝集力が十分である場合は、分子は、集合
状態にとどまり、実質的に１つの分子の厚さを有
する連続の単分子膜（ラングミユアの膜に対応）
に拡がるのを制限する。この種の膜は、J.Ame.
Chem.Soc.、第57巻（1935）P.1007〜1010に記載
の公知のラングミユア−プロジエツト法にもとづ
き、水面上で処理し、適切な表面張力で圧縮させ
た後、固体表面に被覆することができる。
入すると、上記特徴にもとづき、分子は、液面上
に拡り、疎水性部分が液中に入り、一方、一般に
炭化水素鎖から成る親水性部分が液面から離れて
鎖の軸線が液面に垂直をなすよう、配位する。分
子間の凝集力が十分である場合は、分子は、集合
状態にとどまり、実質的に１つの分子の厚さを有
する連続の単分子膜（ラングミユアの膜に対応）
に拡がるのを制限する。この種の膜は、J.Ame.
Chem.Soc.、第57巻（1935）P.1007〜1010に記載
の公知のラングミユア−プロジエツト法にもとづ
き、水面上で処理し、適切な表面張力で圧縮させ
た後、固体表面に被覆することができる。
この方法は、性質が同一のまたは異なる複数の
単分子層を基体に被覆するのに利用できる。この
場合、各層の分子は、すべて、同一方向へ配位
し、この種の層の組合せから成る膜は、特殊構造
および組織を有するが故、電気的分野、電子的分
野などにおいて興味ある用途を有する。
単分子層を基体に被覆するのに利用できる。この
場合、各層の分子は、すべて、同一方向へ配位
し、この種の層の組合せから成る膜は、特殊構造
および組織を有するが故、電気的分野、電子的分
野などにおいて興味ある用途を有する。
しかしながら、ラングミユア−プロジエツト法
にもとづき単分子層から成る膜を形成する場合、
被覆分子は特殊構造を有していなければならな
い。即ち、有極性液体（例えば、水）の表面に上
記分子を分散させた場合に上記分子が唯一つの配
位を取るよう、上記分子内に親水性部分と疎水性
部分とが分布されていなければならない。
にもとづき単分子層から成る膜を形成する場合、
被覆分子は特殊構造を有していなければならな
い。即ち、有極性液体（例えば、水）の表面に上
記分子を分散させた場合に上記分子が唯一つの配
位を取るよう、上記分子内に親水性部分と疎水性
部分とが分布されていなければならない。
従つて、非両親媒性分子、即ち、有極性液体の
表面上で配位できない分子から膜を作製する場合
は、ラングミユア・プロジエツト法を利用するこ
とはできず、別の公知の方法も、実際に、非両親
媒性分子の単分子層から成る膜を作製することは
できない。
表面上で配位できない分子から膜を作製する場合
は、ラングミユア・プロジエツト法を利用するこ
とはできず、別の公知の方法も、実際に、非両親
媒性分子の単分子層から成る膜を作製することは
できない。
事実、場合によつては、非両親媒性分子（例え
ば、ポリマーの分子）を液面とに単分子層の形に
構成することはできるが、上記層を基体上に移行
することはできない。
ば、ポリマーの分子）を液面とに単分子層の形に
構成することはできるが、上記層を基体上に移行
することはできない。
更に、被覆すべき非両親媒性分子を真空下で気
化させ、次いで、基体上に凝縮させる凝縮法も、
平行な順次の薄層として構成された分子を基体に
被覆することはできない。事実、上記の方法は、
統計的堆積物を与えるにすぎず、厚さが数Åの、
しかも、微結晶質の連続膜を形成するにすぎな
い。
化させ、次いで、基体上に凝縮させる凝縮法も、
平行な順次の薄層として構成された分子を基体に
被覆することはできない。事実、上記の方法は、
統計的堆積物を与えるにすぎず、厚さが数Åの、
しかも、微結晶質の連続膜を形成するにすぎな
い。
被覆すべき非両親媒性分子を分散させたガス中
に、あるいは、上記分子を溶解した溶剤中に基体
を置く吸着法は、１つの完全な層を形成できるに
すぎない、何故ならば、次の層は、統計的に形成
され、一時的に安全であるにすぎないからであ
る。受容材料（例えば、グラハイト）の箔の間に
分子を挿入する挿入法は、ある種の分子およびあ
る種の箔について利用できるにすぎない。更に、
受容箔が、一般に、単原子層に対応する程度に薄
いので、しばしば、挿入された分子を含む平面の
間で剥離が起きる。
に、あるいは、上記分子を溶解した溶剤中に基体
を置く吸着法は、１つの完全な層を形成できるに
すぎない、何故ならば、次の層は、統計的に形成
され、一時的に安全であるにすぎないからであ
る。受容材料（例えば、グラハイト）の箔の間に
分子を挿入する挿入法は、ある種の分子およびあ
る種の箔について利用できるにすぎない。更に、
受容箔が、一般に、単原子層に対応する程度に薄
いので、しばしば、挿入された分子を含む平面の
間で剥離が起きる。
本発明の目的は、上述の方法の欠点および欠陥
を排除した、非両親媒性分子の少くとも１つの単
分子層を含む膜の調製法を創生することにある。
を排除した、非両親媒性分子の少くとも１つの単
分子層を含む膜の調製法を創生することにある。
非両親媒性分子Ａの少くとも１つの単分子層を
含む薄膜のこの調製法は、(a)ラングミユア・プロ
ジエツト法により基体に単分子層の形で被覆させ
得る両親媒性分子Ｂに上記の非両親媒性分子Ａを
結合させて分子Ａ、Ｂの錯体を形成する工程と、
(b)かくして得られた錯体の単分子層を液面上に形
成する工程と、(c)かくして形成された単分子層を
剛な基体に移す工程とを含むことを特徴とする。
含む薄膜のこの調製法は、(a)ラングミユア・プロ
ジエツト法により基体に単分子層の形で被覆させ
得る両親媒性分子Ｂに上記の非両親媒性分子Ａを
結合させて分子Ａ、Ｂの錯体を形成する工程と、
(b)かくして得られた錯体の単分子層を液面上に形
成する工程と、(c)かくして形成された単分子層を
剛な基体に移す工程とを含むことを特徴とする。
従つて、本発明にもとづき、剛な基体に錯体の
複数の単分子層を被覆して、分子Ｂから成る順次
の単分子層の間に非両親媒性分子Ａが形成、固定
された被層構造体を得ることができる。
複数の単分子層を被覆して、分子Ｂから成る順次
の単分子層の間に非両親媒性分子Ａが形成、固定
された被層構造体を得ることができる。
更に、非両親媒性分子Ａを両親媒性分子Ｂに結
合したことによつて、本発明に係る方法にもとづ
き、ラングミユア・プロジエツト法により非両親
媒性分子の単分子層を形成でき、特に、非両親性
分子の単分子層の積層体を得ることができる。因
みに、この種の積層体の作製は、従来は不可能で
あつた。
合したことによつて、本発明に係る方法にもとづ
き、ラングミユア・プロジエツト法により非両親
媒性分子の単分子層を形成でき、特に、非両親性
分子の単分子層の積層体を得ることができる。因
みに、この種の積層体の作製は、従来は不可能で
あつた。
次いで、最終の化学反応によつて、双方の分子
Ａ、Ｂから成る錯体から非両親媒分子Ａを除去で
きる。この場合、分子Ｂの積層体マトリツクスが
存在するので、単分子層としての構造は保持され
る。
Ａ、Ｂから成る錯体から非両親媒分子Ａを除去で
きる。この場合、分子Ｂの積層体マトリツクスが
存在するので、単分子層としての構造は保持され
る。
即ち、本発明に係る方法の実施例は、剛な基体
に被覆せる１つまたは複数の単分子層において、
双方の分子Ａ、Ｂから成る錯体から分子Ａを除去
する補助工程を含む。この除去操作は、化学的方
法によつて、例えば、分子Ａへの親和性よりも分
子Ｂへの親和性の方が大きい強いリガンド（例え
ば、NH3）を拡散させることによつて、実施で
きる。
に被覆せる１つまたは複数の単分子層において、
双方の分子Ａ、Ｂから成る錯体から分子Ａを除去
する補助工程を含む。この除去操作は、化学的方
法によつて、例えば、分子Ａへの親和性よりも分
子Ｂへの親和性の方が大きい強いリガンド（例え
ば、NH3）を拡散させることによつて、実施で
きる。
即ち、分子Ｂの層によつて分離された分子Ａの
層を除去し、相互に分離された分子Ａの箔を得る
ことができる。
層を除去し、相互に分離された分子Ａの箔を得る
ことができる。
これは、大きな利点をなす。何故ならば、上述
の公知の方法は、あらかじめ定めることができる
所望の数の独立層から成る積層体として非両親媒
性分子を構成できないからである。
の公知の方法は、あらかじめ定めることができる
所望の数の独立層から成る積層体として非両親媒
性分子を構成できないからである。
本発明にもとづき、両親媒性分子Ｂは、単分子
層として被覆できる比較的安定な錯体を分子Ａと
ともに形成できるよう、分子Ａに対して物理的、
化学的または電気的親和性を有するよう選択す
る。
層として被覆できる比較的安定な錯体を分子Ａと
ともに形成できるよう、分子Ａに対して物理的、
化学的または電気的親和性を有するよう選択す
る。
例えば、ピリジンの如き非両親媒性分子の単分
子層を形成する場合は、分子Ｂとして、リガンド
の役割を果すのでピリジンと結合できる金属ポル
フイリンを使用できる。
子層を形成する場合は、分子Ｂとして、リガンド
の役割を果すのでピリジンと結合できる金属ポル
フイリンを使用できる。
非両親媒性分子が、例えば、生物蛋白質である
場合は、蛋白質に対して大きな親和性を有する脂
肪酸分子を蛋白質に結合させればよい。被覆すべ
き非親和媒性分子がプロピル酸の如き酸である場
合は、（ドコシル）4テトラピリジニウムポルフイ
リンのイオンの如き両親媒性有機イオンを上記酸
に結合させればよい。
場合は、蛋白質に対して大きな親和性を有する脂
肪酸分子を蛋白質に結合させればよい。被覆すべ
き非親和媒性分子がプロピル酸の如き酸である場
合は、（ドコシル）4テトラピリジニウムポルフイ
リンのイオンの如き両親媒性有機イオンを上記酸
に結合させればよい。
非両親媒性分子が、電子受容性基または電子供
与性基である場合は、電子供与性基または電子受
容性基から成る両親和性分子を上記非両親媒性分
子に結合させて電子移動鎖体を形成すればよい。
与性基である場合は、電子供与性基または電子受
容性基から成る両親和性分子を上記非両親媒性分
子に結合させて電子移動鎖体を形成すればよい。
電子移動錯体は、２つの分子、即ち、電子受容
体として働く分子Ｃと電子供与体として働く分子
Ｄとを結合することによつて形成される。この反
応は、下記の如く表わすことができる。
体として働く分子Ｃと電子供与体として働く分子
Ｄとを結合することによつて形成される。この反
応は、下記の如く表わすことができる。
mC＋nD→Cm-pDn+p
式中、ｍおよびｎは、それぞれ、分子の数を表
わし、ｐは、移動せる電子の割合に対応する電子
移動度を表わす。
わし、ｐは、移動せる電子の割合に対応する電子
移動度を表わす。
ｍ＝ｎの場合、反応は、化学量論的に簡単であ
り、ｍとｎとが異なる場合は、反応は、化学量論
的に複雑である。
り、ｍとｎとが異なる場合は、反応は、化学量論
的に複雑である。
ｐが実質的にゼロに等しい場合、錯体は、基本
的に中性状態の分子錯体である。
的に中性状態の分子錯体である。
ｐが１に等しい場合、錯体は、分子ＣまたはＤ
による電荷を有する真のイオン化合物である。ｐ
が１よりも小さい場合、少くとも、分子が有する
電荷が存在する。従つて、多原子価化合物が得ら
れる。多原子価は、有機導体を得るための条件で
ある。従つて、下記の如く分類できる。
による電荷を有する真のイオン化合物である。ｐ
が１よりも小さい場合、少くとも、分子が有する
電荷が存在する。従つて、多原子価化合物が得ら
れる。多原子価は、有機導体を得るための条件で
ある。従つて、下記の如く分類できる。
１ 供与体から受容体へ電子の移動が行われる真
の電荷移動錯体。即ち、上記の遊離電子はπ軌
道上にある（π−π錯体）。
の電荷移動錯体。即ち、上記の遊離電子はπ軌
道上にある（π−π錯体）。
２ １つのイオンだけがラジカルであり、対イオ
ンは反磁性であるラジカルイオン塩。
ンは反磁性であるラジカルイオン塩。
この種の錯体は、特に、Annales de Phsique、
1976、Vol.1、No.４−５、p.145〜256および
Chemie Physique、1982、79、No.４に記載され
ている。これらの錯体は、反磁性イオン塩から直
接酸化反応または二重置換反応によつて調製でき
る。
1976、Vol.1、No.４−５、p.145〜256および
Chemie Physique、1982、79、No.４に記載され
ている。これらの錯体は、反磁性イオン塩から直
接酸化反応または二重置換反応によつて調製でき
る。
従つて、本発明に係る方法にもとづき非両親媒
性の電子受容化合物または電子供与化合物から成
る単分子層を形成する場合、電荷移動錯体内で、
上記化合物を両親媒性の電子供与化合物または電
子受容化合物と結合すればよい。更に、これまで
は作製不可能であつた積層構造の電荷移動錯体膜
を作製できる。
性の電子受容化合物または電子供与化合物から成
る単分子層を形成する場合、電荷移動錯体内で、
上記化合物を両親媒性の電子供与化合物または電
子受容化合物と結合すればよい。更に、これまで
は作製不可能であつた積層構造の電荷移動錯体膜
を作製できる。
本発明に係る方法を実施する場合、まず、公知
の方法により分子Ａ、Ｂの錯体を調製し、次い
で、かくして得られた錯体分子を適切な溶剤に溶
解し、次いで、ラングミユア法により溶液から単
分子層を形成すればよい。分子Ａ、Ｂが、上述の
電荷移動錯体を形成できる分子である場合は、一
般に、まず、錯体を合成し、次いで、錯体を溶液
とし、ラングミユア法により上記溶液から単分子
層を形成する。
の方法により分子Ａ、Ｂの錯体を調製し、次い
で、かくして得られた錯体分子を適切な溶剤に溶
解し、次いで、ラングミユア法により溶液から単
分子層を形成すればよい。分子Ａ、Ｂが、上述の
電荷移動錯体を形成できる分子である場合は、一
般に、まず、錯体を合成し、次いで、錯体を溶液
とし、ラングミユア法により上記溶液から単分子
層を形成する。
更に、例えば、工程(a)において分子Ｂの溶液を
液面上に分散させることにより、直接、液面上に
分子Ａ、Ｂの錯体を形成することができる。
液面上に分散させることにより、直接、液面上に
分子Ａ、Ｂの錯体を形成することができる。
更に、分子Ａを添加した分子Ｂの溶液を液面上
に分散させることにより、直接、液面上に分子
Ａ、Ｂの錯体を形成することができる。
に分散させることにより、直接、液面上に分子
Ａ、Ｂの錯体を形成することができる。
後者の事例では、場合によつては、工程(a)およ
び(b)、即ち、錯体の調製および錯体の単分子層の
形成を同時に行う。この場合、まず、液面上に単
分子層を形成し、次いで、形成された単分子層の
下方の液体中に分子Ａを注入する。剛な基体に単
分子層を被覆する際、単分子層が、液中に分散さ
れた分子Ａを引込み、かくして、分子Ａ、Ｂの錯
体の単分子層の被覆が得られる。
び(b)、即ち、錯体の調製および錯体の単分子層の
形成を同時に行う。この場合、まず、液面上に単
分子層を形成し、次いで、形成された単分子層の
下方の液体中に分子Ａを注入する。剛な基体に単
分子層を被覆する際、単分子層が、液中に分散さ
れた分子Ａを引込み、かくして、分子Ａ、Ｂの錯
体の単分子層の被覆が得られる。
本発明に係る方法は、化学的、物理的または電
気的親和性にもとづき両親媒性分子Ｂに結合でき
るすべての非両親媒性分子Ａに適用できる。分子
Ａは、特に、プロフイリンまたは生物分子と結合
できる分子であつてよい。
気的親和性にもとづき両親媒性分子Ｂに結合でき
るすべての非両親媒性分子Ａに適用できる。分子
Ａは、特に、プロフイリンまたは生物分子と結合
できる分子であつてよい。
使用可能な両親媒性分子Ｂは、脂肪族または芳
香族長鎖を含む、硫化、窒化、リン化または酸化
せる有機化合物の分子、例えば、炭素原子数が16
〜30の炭化水素基と、酸、アルコール、アルデヒ
ド、ケトン、酸化エーテル、アミン、チオール、
チオン、チオ酸およびチオエーテルの官能基から
選択した少くとも１つの官能基とを含む化合物の
分子である。
香族長鎖を含む、硫化、窒化、リン化または酸化
せる有機化合物の分子、例えば、炭素原子数が16
〜30の炭化水素基と、酸、アルコール、アルデヒ
ド、ケトン、酸化エーテル、アミン、チオール、
チオン、チオ酸およびチオエーテルの官能基から
選択した少くとも１つの官能基とを含む化合物の
分子である。
上記有機化合物は、場合によつては１つまたは
複数の二重結合およびまたは三重結合を含む脂肪
族化合物、環式化合物または複素環式化合物であ
つてよい。
複数の二重結合およびまたは三重結合を含む脂肪
族化合物、環式化合物または複素環式化合物であ
つてよい。
使用可能な分子Ｂの例を以下に挙げる。
−一般式Ｒ−COOHの脂肪酸（式中、Ｒは、炭
素原子数が16〜30の、飽和または不飽和の線形
または分岐炭化水素基（例えば、ステアリン
酸、ベヘン酸、アラキン酸） −脂肪族アミンまたは芳香族アミンおよびこれら
の誘導体。例えば、一般式Ｒ−NH2のアミン
（式中、Ｒは炭素原子数が16〜30の飽和または
不飽和炭化水素基を表わす）（例えば、フエナ
ントロリン、ポルフイリン、金属ポルフイリ
ン、ピリジン、ビピリジン、etc.） −一般式Ｒ−CH2OHのアルコール（式中、Ｒ
は、炭素原子数が16〜30の、飽和または不飽和
の線形または分岐炭化水素基を表わす） −リン化化合物（例えば、有機ポリホスフエー
ト、有機ポリホスホネート） 本発明において単分子層の被覆のために使用す
る基体は、被覆すべき分子Ａ、Ｂの少くとも１つ
の分子に対して十分な親和性を有する剛な基体で
ある。基体は、例えば、ガラス、石英、CuF2、
プラスチツク材料、金属（例えば、アルミニウ
ム、不銹鋼、ニツケル、銅、etc.）から作製でき
る。
素原子数が16〜30の、飽和または不飽和の線形
または分岐炭化水素基（例えば、ステアリン
酸、ベヘン酸、アラキン酸） −脂肪族アミンまたは芳香族アミンおよびこれら
の誘導体。例えば、一般式Ｒ−NH2のアミン
（式中、Ｒは炭素原子数が16〜30の飽和または
不飽和炭化水素基を表わす）（例えば、フエナ
ントロリン、ポルフイリン、金属ポルフイリ
ン、ピリジン、ビピリジン、etc.） −一般式Ｒ−CH2OHのアルコール（式中、Ｒ
は、炭素原子数が16〜30の、飽和または不飽和
の線形または分岐炭化水素基を表わす） −リン化化合物（例えば、有機ポリホスフエー
ト、有機ポリホスホネート） 本発明において単分子層の被覆のために使用す
る基体は、被覆すべき分子Ａ、Ｂの少くとも１つ
の分子に対して十分な親和性を有する剛な基体で
ある。基体は、例えば、ガラス、石英、CuF2、
プラスチツク材料、金属（例えば、アルミニウ
ム、不銹鋼、ニツケル、銅、etc.）から作製でき
る。
本発明に係る方法では、公知のラングミユア・
ブロジエツト法を利用して、分子Ａ、Ｂの単分子
層を液面上に調製し、次いで、剛な基体に被覆す
る。槽内の液体は、有極性液体（一般に水）であ
り、公知の装置（例えば、可動の型または円筒形
部材）を使用して適切な表面張力を加えて層を圧
縮する。この種の装置は、例えば、フランス原子
力庁（CEA）の1976年２月11日出願の仏国特許
FR−Ａ−2341199に記載してある。
ブロジエツト法を利用して、分子Ａ、Ｂの単分子
層を液面上に調製し、次いで、剛な基体に被覆す
る。槽内の液体は、有極性液体（一般に水）であ
り、公知の装置（例えば、可動の型または円筒形
部材）を使用して適切な表面張力を加えて層を圧
縮する。この種の装置は、例えば、フランス原子
力庁（CEA）の1976年２月11日出願の仏国特許
FR−Ａ−2341199に記載してある。
以下に本発明の実施例を説明する。
実施例 １
ピリジン基の単分子層
本実施例では、非両親媒性分子Ａはピリジンの
分子であり、両親媒性分子Ｂは亜鉛ポルフイリン
の分子である。
分子であり、両親媒性分子Ｂは亜鉛ポルフイリン
の分子である。
まず、亜鉛ポルフイリンをクロロホルムに溶解
して、亜鉛ポルフイリン５×10-5mol／を含む
溶液を調製した。次いで、溶液にピリジン５容量
％を添加して、ピリジンと亜鉛ポルフイリンとの
錯体を形成させた。かくして得られた溶液をラン
グミユアの槽内で水面に散布し、錯体化してない
過剰のピリジンを水に移行させた。次いで、水面
に形成させた単分子層を35ｍＮ／ｍの圧力で圧縮
し、CaF2から成る固体基体上に移した。基体に
被覆させた後、可視域分光分析法によつて、ピリ
ジンが基体に十分に移行されているか否かを調べ
た。ポルフイリンのソーレ（Soret）帯のシフト
から移行が確認された。
して、亜鉛ポルフイリン５×10-5mol／を含む
溶液を調製した。次いで、溶液にピリジン５容量
％を添加して、ピリジンと亜鉛ポルフイリンとの
錯体を形成させた。かくして得られた溶液をラン
グミユアの槽内で水面に散布し、錯体化してない
過剰のピリジンを水に移行させた。次いで、水面
に形成させた単分子層を35ｍＮ／ｍの圧力で圧縮
し、CaF2から成る固体基体上に移した。基体に
被覆させた後、可視域分光分析法によつて、ピリ
ジンが基体に十分に移行されているか否かを調べ
た。ポルフイリンのソーレ（Soret）帯のシフト
から移行が確認された。
基体に単分子層として被覆されたピリジンの分
子を除去したい場合は、強いリガンド（例えば、
アンモニア）を拡散させれば、錯体からピリジン
分子を除去することができる。
子を除去したい場合は、強いリガンド（例えば、
アンモニア）を拡散させれば、錯体からピリジン
分子を除去することができる。
実施例 ２
蛋白質を含む単分子層
この場合、分子Ａは生物蛋白質の分子であり、
ベヘン酸から成る分子Ｂと上記蛋白質分子とを錯
体化させた後、単分子層を形成する。
ベヘン酸から成る分子Ｂと上記蛋白質分子とを錯
体化させた後、単分子層を形成する。
本実施例では、生物蛋白質は、光合成バクテリ
ア、即ち、rhodopsendnmonas Sphaeroides
GAの色素保有細胞の細胞膜の抽出物から成る。
ア、即ち、rhodopsendnmonas Sphaeroides
GAの色素保有細胞の細胞膜の抽出物から成る。
まず、ベヘン酸濃度５×10-4mol／のクロロ
ホルム溶液を調製し、ラングミユアの槽内で水面
上に上記溶液を拡げ、単分子層を形成させ、35ｍ
Ｎ／ｍで単分子層を圧縮した。次いで、針が湾曲
した注射器を使用して、細胞膜抽出物の濃厚溶液
をベヘン酸の膜を介して水面下に注入し、次い
で、石英基体に単分子層を被覆した。可視域また
は赤外域分光分析法によつて、ベヘン酸層が下の
細胞膜層を随伴し、被覆後、細胞膜層の構造が保
持されていることを確認した。
ホルム溶液を調製し、ラングミユアの槽内で水面
上に上記溶液を拡げ、単分子層を形成させ、35ｍ
Ｎ／ｍで単分子層を圧縮した。次いで、針が湾曲
した注射器を使用して、細胞膜抽出物の濃厚溶液
をベヘン酸の膜を介して水面下に注入し、次い
で、石英基体に単分子層を被覆した。可視域また
は赤外域分光分析法によつて、ベヘン酸層が下の
細胞膜層を随伴し、被覆後、細胞膜層の構造が保
持されていることを確認した。
この種の蛋白質の単分子層は、その構造にもと
づき、細胞膜の各種成分（例えば、色素、蛋白
質、不飽和分子、etc.）の性質の研究に役立つ。
づき、細胞膜の各種成分（例えば、色素、蛋白
質、不飽和分子、etc.）の性質の研究に役立つ。
実施例 ３
プロピオル酸から成る単分子層
この場合、分子Ａはプロピオル酸の分子であ
り、両親媒性分子Ｂは（ドコシル）4テトラフリジ
ニウムポルフイリンの臭化物の分子である。
り、両親媒性分子Ｂは（ドコシル）4テトラフリジ
ニウムポルフイリンの臭化物の分子である。
まず、（ドコシル）4テトラピリジニウムポリフ
イリン臭化物の濃度が５×10-5mol／のクロロ
ホルム溶液を調製し、ラングミユアの槽内の水に
プロピル酸を添加してプロピオル酸濃度が１×
10-3mol／の浴を調製した。次いで、クロロホ
ルム溶液を浴の表面上に拡げて単分子層を形成
し、35ｍＮ／ｍの圧力で圧縮し、上記層をCaF2
基体上に移した。かくして、基体に複数の層を被
覆し、赤外域分光分析法によつて、被覆せる単分
子層上のプロピオル酸塩の存在を検証した。
イリン臭化物の濃度が５×10-5mol／のクロロ
ホルム溶液を調製し、ラングミユアの槽内の水に
プロピル酸を添加してプロピオル酸濃度が１×
10-3mol／の浴を調製した。次いで、クロロホ
ルム溶液を浴の表面上に拡げて単分子層を形成
し、35ｍＮ／ｍの圧力で圧縮し、上記層をCaF2
基体上に移した。かくして、基体に複数の層を被
覆し、赤外域分光分析法によつて、被覆せる単分
子層上のプロピオル酸塩の存在を検証した。
赤外域分光分析によつて、カルボキシル酸塩お
よびプロピオル酸塩の三重結合の存在が確認され
た。即ち、（ドコシル）4テトラピニジニウムホル
フイリン臭化物の臭素イオンは、プロピオルイオ
ンと置換されている。
よびプロピオル酸塩の三重結合の存在が確認され
た。即ち、（ドコシル）4テトラピニジニウムホル
フイリン臭化物の臭素イオンは、プロピオルイオ
ンと置換されている。
かく被覆せる基体は、例えば、固体状態の三重
結合の研究に利用できる。
結合の研究に利用できる。
実施例 ４
アルキルキノリニウム／テトラシアノキノジメ
タン（TCNQ）から成る移動電荷錯体の単分
子層 この場合、分子ＡはTCNQから成り、分子Ｂ
はＮ−C22H45キノリウムの分子から成る。まず、
アルキルキノリニウムの対応するヨウ化物および
TCNQのリチウム塩のアルコール溶液から
TCNQ／アルキルキノリウム錯体を合成した。
得られた錯体をエーテルで洗浄し、再結晶させ
た。次いで、上記錯体をクロロホルムに溶解し、
上記錯体の濃度が１×10-3mol／の溶液を調製
し、ラングミユアの槽内で水面上に上記溶液を拡
げた。かくして、単分子層を形成し、30ｍＮ／ｍ
で圧縮し、次いで、CaF2基体に被覆した。
TCNQの三重結合の赤外吸収にもとづき、被覆
層内のTCNQの存在を確認した。
タン（TCNQ）から成る移動電荷錯体の単分
子層 この場合、分子ＡはTCNQから成り、分子Ｂ
はＮ−C22H45キノリウムの分子から成る。まず、
アルキルキノリニウムの対応するヨウ化物および
TCNQのリチウム塩のアルコール溶液から
TCNQ／アルキルキノリウム錯体を合成した。
得られた錯体をエーテルで洗浄し、再結晶させ
た。次いで、上記錯体をクロロホルムに溶解し、
上記錯体の濃度が１×10-3mol／の溶液を調製
し、ラングミユアの槽内で水面上に上記溶液を拡
げた。かくして、単分子層を形成し、30ｍＮ／ｍ
で圧縮し、次いで、CaF2基体に被覆した。
TCNQの三重結合の赤外吸収にもとづき、被覆
層内のTCNQの存在を確認した。
実施例 ５
TCNQ／アルキルピリジニウムの単分子層
この場合、分子ＡはTCNQであり、分子Ｂは
アルキルピリジニウムである。実施例４と同様、
まず、TCNQ／アルキルピリジニウム錯体を調
製し、次いで、クロロホルムに溶解して、錯体濃
度が１×10-3mol／ｍの溶液を調製した。次い
で、実施例４と同様、錯体の単分子層を形成し、
次いで、27ｍＮ／ｍで層を圧縮し、CaF2基体に
上記層を被覆した。
アルキルピリジニウムである。実施例４と同様、
まず、TCNQ／アルキルピリジニウム錯体を調
製し、次いで、クロロホルムに溶解して、錯体濃
度が１×10-3mol／ｍの溶液を調製した。次い
で、実施例４と同様、錯体の単分子層を形成し、
次いで、27ｍＮ／ｍで層を圧縮し、CaF2基体に
上記層を被覆した。
各種のアルキルピリジニウム、即ち、Ｎ−
C18H37ビリジニウム、Ｎ−C20H41ピリジニウム
およびＮ−C22H45ピリジニウムを使用して得た
結果から、被覆層内のTCNQの存在が確認され
た。ここで注意して置くが、ラングミユア・ボロ
ジエツト法によつてTCNQのみを単分子層とし
て被覆することはできない。事実、溶液から水面
上に被覆層を形成した場合、水面上に、幾何学的
に分散した多面体結晶が生じ、従つて、膜は形成
されない。
C18H37ビリジニウム、Ｎ−C20H41ピリジニウム
およびＮ−C22H45ピリジニウムを使用して得た
結果から、被覆層内のTCNQの存在が確認され
た。ここで注意して置くが、ラングミユア・ボロ
ジエツト法によつてTCNQのみを単分子層とし
て被覆することはできない。事実、溶液から水面
上に被覆層を形成した場合、水面上に、幾何学的
に分散した多面体結晶が生じ、従つて、膜は形成
されない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非両親媒性分子Ａの少くとも１つの単分子層
を含む薄膜の調製法において、(a)ラングミユア・
ブロジエツト法により基体に単分子層の形で被覆
させ得る両親媒性分子Ｂに上記の非両親媒性分子
Ａを結合させて分子Ａ、Ｂの錯体を形成する工程
と、(b)かくして得られた錯体の単分子層を液面上
に形成する工程と、(c)かくして形成された単分子
層を剛な基体に移す工程とを含むことを特徴とす
る方法。 ２ 工程(a)において、分子Ｂの溶液に分子Ａを添
加して分子Ａ、Ｂの錯体の溶液を調製することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 工程(b)において、工程(a)において調製せる溶
液を使用して、ランブミユア法により液面上に単
分子層を形成することを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の方法。 ４ 液体に分子Ａを添加し且つ液面上に分子Ｂの
溶液を分散させることにより、直接、液面上に分
子Ａ、Ｂの錯体を形成することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の方法。 ５ まず、液面上に分子Ｂの単分子層を形成し、
次いで、形成された単分子層の下方の液中に分子
Ａを注入することを特徴とする特許請求の範囲第
４項記載の方法。 ６ 剛な基体に被覆せる１つまたは複数の単分子
層において双方の分子Ａ、Ｂから成る錯体から分
子Ａを除去する補助工程を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１〜５項の１つに記載の方法。 ７ 分子Ｂが、炭素数が16〜30の炭化水素基と、
酸、アルコール、アルデヒド、ケトン、酸化エー
テル、アミン、チオール、チオン、チオ酸および
チオエーテルの官能基から選択した少くとも１つ
の官能基とを含む有機化合物の分子であることを
特徴とする特許請求の範囲第１〜５項の１つに記
載の方法。 ８ 分子Ａが、電子受容性化合物の分子であり、
分子Ｂが、分子Ａと結合して電荷移動錯体を形成
できる電子供与性化合物の分子であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 分子Ａが、テトラシアノキノジメタン
（TCNQ）の分子であり、分子Ｂが、アルキルピ
リジニウムの分子であることを特徴とする特許請
求の範囲第４項記載の方法。 １０ 分子Ａが、ポルフイリンに結合させ得る分
子であることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の方法。 １１ 分子Ａが、生物分子であることを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の方法。 １２ 分子Ｂが、脂肪酸の分子であることを特徴
とする特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １３ 分子Ｂが、ポルフイリンまたはポルフイリ
ン誘導体の分子であることを特徴とする特許請求
の範囲第１０，１１項の１つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8407213A FR2564004B1 (fr) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | Procede de fabrication d'un film mince comportant au moins une couche monomoleculaire de molecules non amphiphiles |
| FR8407213 | 1984-05-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60251930A JPS60251930A (ja) | 1985-12-12 |
| JPH0122811B2 true JPH0122811B2 (ja) | 1989-04-27 |
Family
ID=9303840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60098134A Granted JPS60251930A (ja) | 1984-05-10 | 1985-05-10 | 非両親媒性分子の少くとも１つの単分子層を含む薄膜の調製法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4632800A (ja) |
| EP (1) | EP0170535B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60251930A (ja) |
| DE (1) | DE3573141D1 (ja) |
| FR (1) | FR2564004B1 (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4693915A (en) * | 1984-04-20 | 1987-09-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Film forming method, recording medium formed thereby and recording method therewith |
| FI852574A0 (fi) * | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Jorma Virtanen | Filmstruktur samt nya foereningar foer anvaendning i detsamma. |
| JPS6261673A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-18 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 製膜方法 |
| US4722856A (en) * | 1986-01-02 | 1988-02-02 | Molecular Electronics Corporation | Method and apparatus for depositing monomolecular layers on a substrate |
| JPS62180777A (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-08 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 製膜の方法 |
| JPH0642043B2 (ja) * | 1986-04-10 | 1994-06-01 | 富士写真フイルム株式会社 | 固体粒子膜の形成方法 |
| FR2601136B1 (fr) * | 1986-07-03 | 1989-05-12 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de detection d'especes moleculaires ou ioniques |
| JPH0647093B2 (ja) * | 1986-08-01 | 1994-06-22 | 株式会社リコー | 半導性ないし導電性薄膜の製造方法 |
| US4801476A (en) * | 1986-09-24 | 1989-01-31 | Exxon Research And Engineering Company | Method for production of large area 2-dimensional arrays of close packed colloidal particles |
| JPS63171671A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-07-15 | エクソン リサーチ アンド エンヂニアリング コムパニー | 密にパックされたコロイド粒子の大面積・２次元配置物の製造法 |
| US4859538A (en) * | 1986-11-20 | 1989-08-22 | Ribi Hans O | Novel lipid-protein compositions and articles and methods for their preparation |
| JPS63171642A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 機能性有機薄膜 |
| FI77680C (fi) * | 1987-03-25 | 1989-04-10 | K & V Licencing Oy | Foerfarande foer framstaellning av ett membran med monomolekulaer, symmetrisk molekylfoerdelningsstruktur. |
| DE3724542A1 (de) * | 1987-07-24 | 1989-02-02 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von duennen schichten |
| US5033404A (en) * | 1988-10-26 | 1991-07-23 | Nima Technology Ltd. | Barrier mechanism for isolating drive chain from active chamber in Langmuir trough |
| JPH0762078B2 (ja) * | 1989-03-03 | 1995-07-05 | 松下電器産業株式会社 | 有機薄膜の形成方法 |
| US5156810A (en) * | 1989-06-15 | 1992-10-20 | Biocircuits Corporation | Biosensors employing electrical, optical and mechanical signals |
| US5491097A (en) * | 1989-06-15 | 1996-02-13 | Biocircuits Corporation | Analyte detection with multilayered bioelectronic conductivity sensors |
| JPH0383999A (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-09 | Hitachi Ltd | 蛋白質配向膜の作成方法、該蛋白質配向膜からなる人工的構造体及びその用途 |
| FR2666092B1 (fr) * | 1990-08-23 | 1993-12-03 | Commissariat A Energie Atomique | Membranes organiques bidimensionnelles et leurs procedes de preparation. |
| US5260004A (en) * | 1991-12-02 | 1993-11-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Process of making Langmuir-Blodgett films having photo-electronic properties |
| JPH08103718A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-23 | Toyota Motor Corp | ラングミュア−ブロジェット膜の製造方法 |
| US5876830A (en) * | 1995-09-08 | 1999-03-02 | Board Of Regents Of The University Of Colorado | Method of assembly of molecular-sized nets and scaffolding |
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| US5855788A (en) * | 1996-02-07 | 1999-01-05 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Chemically charged-modified filter for removing particles from a liquid and method thereof |
| EP1481268A4 (en) * | 2002-02-07 | 2005-06-29 | Covalent Partners Llc | NANOFILM AND MEMBRANE COMPOSITIONS |
| US20040034223A1 (en) * | 2002-02-07 | 2004-02-19 | Covalent Partners, Llc. | Amphiphilic molecular modules and constructs based thereon |
| US20040106741A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-06-03 | Kriesel Joshua W. | Nanofilm compositions with polymeric components |
| WO2006015306A2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Predicant Biosciences, Inc. | Methods, compositions and devices, including microfluidic devices, comprising coated hydrophobic surfaces |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3031721A (en) * | 1958-10-06 | 1962-05-01 | American Cyanamld Company | Polymerization process |
| US4489133A (en) * | 1982-11-16 | 1984-12-18 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Jr. University | Two-dimensional crystallization technique |
| US4490216A (en) * | 1983-02-03 | 1984-12-25 | Molecular Devices Corporation | Lipid membrane electroanalytical elements and method of analysis therewith |
| FR2541936B1 (fr) * | 1983-03-04 | 1985-10-04 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif pour la realisation de couches monomoleculaires alternees |
-
1984
- 1984-05-10 FR FR8407213A patent/FR2564004B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-05-06 EP EP85400875A patent/EP0170535B1/fr not_active Expired
- 1985-05-06 DE DE8585400875T patent/DE3573141D1/de not_active Expired
- 1985-05-09 US US06/732,279 patent/US4632800A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-10 JP JP60098134A patent/JPS60251930A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0170535A3 (en) | 1986-12-17 |
| US4632800A (en) | 1986-12-30 |
| JPS60251930A (ja) | 1985-12-12 |
| FR2564004A1 (fr) | 1985-11-15 |
| EP0170535B1 (fr) | 1989-09-20 |
| DE3573141D1 (en) | 1989-10-26 |
| EP0170535A2 (fr) | 1986-02-05 |
| FR2564004B1 (fr) | 1993-04-09 |
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