Abstract
具非線性光學性質 (nonlinear optical properties) 的有機高分子材料, 在光學裝置的應用上愈來愈受到重視。聚雙乙炔 (polydiacetylenes) 具有大雙極快的三次非線性反應, 因此在這方面極具研究開發的潛力價值。聚雙乙炔 (polydiacetylenes) 從1969年左右開始, 由於其具有固態聚合(solid-state polymerization)的特性, 而引起科學界廣泛的研究。對光學應用的要求而言, 要能將具非線性光學性質材料製成光學性質良好的薄膜。由於利用Langmuir-Blodgett 方法, 可得到極薄聚雙乙炔薄膜, 這在光學的領域上極具發展的價值。應用如Matel╱Insulator╱Semiconductor(MIS)device、highresolutionphotoresist and electron beam resist, 和integrated optical waveguide等。但是在Langmuir-Blodgett 薄膜中的聚雙乙炔分子結構, 與單晶型有何不同, 至今仍無很明確的答案。因此若合成出取代基含焦油腦, pyrene, 的雙乙炔單體, 以Langmuir-Blodgett 方法將之成膜, 再將之聚合形成高分子膜後, 便可利用pyrene在螢光光譜上的特殊放射來推測薄膜的結構與性質。本研究將把螢光性的發色團 (chromophore)分子─焦油腦 (pyrene), 接於雙乙炔 (diacetylene) 分子上, 形成一新的化合物, 結構為Py-(CH ) CHOHCH C≡C-C≡C(CH )COOH。合成這種雙乙炔分子主要是利用Cadiot-Chodkiewicz偶合反應, 使得分子一端為pyrene, 而另一端為酸基。具有螢光性質的pyrene分子, 能夠形成激發子(excimer), 可用來探測雙乙炔分子的聚合情形。此外普報告純pyrene溶液和此種雙乙炔單體溶液的螢光光譜。最後, 將此新的雙乙炔單體散布於氣- 水介面, 觀察其單分子層在不同條件下的壓力- 面積等溫圖, 發現並不能單獨以這種分子來制作LB薄膜。由於這種新的雙乙炔分子是一端有親水, 一端有疏水基的長鏈, 將來可進一步應用在聚雙乙炔Langmuir-Blodgett 薄膜 (L-B films)上。由於端基含pyrene, 將之制成L-B 薄膜後, 可藉此發色團在螢光光譜 (fluorescence spectroscopy)上的特殊放射來測定薄膜的結構與性質。此為日後研究聚雙乙炔非線性光學性質的基礎工作之一。