Microscopic phase-separation structures are closely related to properties of polymer alloy materials, and therefore, the evaluation of nano/microscopic phase-separation structure is of significance for the rational designing of the material. In the evaluation of such small structures in polymeric materials, super-resolution fluorescence microscopy is a powerful tool compared to conventional other methods such as electron microscopy and scanning probe microscopy because the internal nanostructure can be evaluated under ambient conditions. In this study, we have applied single-molecule tracking with a fluorescent diarylethene derivative (DE) to the visualization of the micro-phase-separation of polymers in nm to μm scales. By using one-color fluorescence activation, excitation and deactivation (OF-AED) method that we recently developed for fluorescent DEs, we successfully tracked lateral motions of many DEs in the polymeric material exhibiting microscopic phase-separation for the term longer than 60 min. Detailed analysis of the translational diffusion behavior of the guest molecules suggested the presence of several nanometer-scale structures related to micro-phase-separation.
ミクロ相分離構造はポリマーアロイの性質と密接に関係するため，材料設計にとってミクロ相分離構造の評価は重要である。電子顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡のような従来の方法と比較して，周囲の状況を反映した内部のナノ構造を評価できるため超解像蛍光顕微鏡は強力なツールである。本研究では，蛍光性ジアリールエテン誘導体(DE)の単一分子追跡を，nmからμmスケールでのポリマーのミクロ相分離構造の可視化に適用している。最近我々が開発したDEsを用いた一波長蛍光ON-OFFスイッチングに基づく単一分子追跡を用いることで，ミクロ相分離構造を示すポリマー材料中の多く(数千個以上)のDEsの並進拡散挙動を60分以上にわたる非常に長い時間スケールで追跡することに成功した。ゲスト分子の並進拡散挙動の詳細な分析により，nmスケールでの複数の相分離構造の存在が示唆された。