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デザイン性錯体ナノ空間を利用した精密シークエンス制御高分子の創製

Research Project

Project/Area Number 16J11427
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

望月 秀人  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords多孔性金属錯体 / ビニル高分子 / 超薄膜体 / ラジカル重合 / シークエンス制御 / 高分子超薄膜 / ラジカル共重合
Outline of Annual Research Achievements

前年度に[Ni(Hbtc)(bpy)]n (1; btc=1,3,5-benzenetricarboxylate, bpy=4,4'-bipyridine)をホストとし、その細孔内でビニルモノマーの架橋ラジカル重合を行うことで、単分子程度の膜厚をもったビニル高分子超薄膜体が作製できることを報告した。本年度はまず、本手法のスケール性を検証した。6.23 gの1を用いてスチレンの架橋重合(スチレン:架橋剤=99:1)を行ったところ、1.08 gのポリスチレン薄膜体(PSt-1)を得ることに成功し、グラムスケールでの合成が可能であることを立証した。この生成物の原子間力顕微鏡測定から、PSt-1が単分子程度の膜厚を有した超薄膜体であることが確認された。またPSt-1はトルエンやクロロホルムといった有機溶媒中で高い分散性を示した。トルエン中での静的光散乱測定からPSt-1の重量平均分子量(Mw)は298,000 g/mol、慣性半径は59.3 nmであった。これを同程度の分子量を持つ直鎖ポリスチレン(Mw=233,000 g/mol)の慣性半径(35.1 nm)と比較すると、約1.7倍大きい慣性半径を有することから、PSt-1はより大きな拡がりを持つ構造体であることが判明した。加えて、PSt-1は架橋構造を有するにも関わらず、ガラス転移点が直鎖状ポリスチレンのもの(105℃)よりも顕著に低下(95℃)した。つまりPSt-1中ではポリスチレン鎖の絡み合いが解消され、運動性が高く保たれていることが示唆された。さらに動的粘弾性測定において、PSt-1の貯蔵弾性率はガラス転移点以上の温度で減少を続け、150℃において直鎖状、三次元架橋ポリスチレンと比べて2桁低い貯蔵弾性率となり、固体様ではなく高い流動性を示すという興味深い熱的性質を発現した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Controlled polymerizations using metal-organic frameworks2018

    • Author(s)
      Mochizuki Shuto、Kitao Takashi、Uemura Takashi
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 54 Issue: 84 Pages: 11843-11856

    • DOI

      10.1039/c8cc06415f

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective sorting of polymers with different terminal groups using metal-organic frameworks2018

    • Author(s)
      Benjamin Le Ouay, Chikara Watanabe, Shuto Mochizuki, Masayoshi Takayanagi, Masataka Nagaoka, Takashi Kitao, Takashi Uemura
    • Journal Title

      Nature Commun.

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 3635-3635

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06099-z

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fabrication of ultrathin polymer films using metal-organic frameworks with 2-D nanospace2018

    • Author(s)
      望月秀人
    • Journal Title

      Bulletin of Japan Society of Coordination Chemistry

      Volume: 71 Pages: 120-121

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Sequence-regulated copolymerization based on periodic covalent positioning of monomers along one-dimensional nanochannels2018

    • Author(s)
      Shuto Mochizuki, Naoki Ogiwara, Masayoshi Takayanagi, Masataka Nagaoka, Susumu Kitagawa, Takashi Uemura
    • Journal Title

      Nature Commun.

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 329-329

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02736-1

    • NAID

      120006380534

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 多孔性金属錯体を利用したシークエンス制御ビニル高分子の合成2018

    • Author(s)
      望月秀人、北川進、植村卓史
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      第67回高分子学会年次大会
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      望月秀人、植村卓史
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      第67回高分子学会年次大会
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      Shuto Mochizuki、 Takashi Uemura
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  • [Presentation] Sequence-regulated radical copolymerization using a metal-organic framework for a template2018

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      Shuto Mochizuki
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      43rd International Conference on Coordination Chemistry
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  • [Presentation] Pillared-layer型多孔性金属錯体を用いたビニル高分子超薄膜体の制御合成2018

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      望月秀人、植村卓史
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  • [Presentation] Synthesis of single chain polymer films using pillared-layer metal-organic frameworks2018

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      望月秀人、植村卓史
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      日本化学会第98春季年会
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      望月秀人、畑俊輔、植村卓史、北川進
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      日本化学会第97回春季年会
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      慶應義塾大学日吉キャンパス
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      2017-03-18
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  • [Presentation] Controlled radical polymerization utilizing kagome-type metal-organic frameworks2017

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      望月秀人、北川進、植村卓史
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      望月秀人、植村卓史
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      錯体化学若手の会夏の学校2017
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  • [Presentation] Fabrication of ultrathin polymer films using metal-organic frameworks with 2-D nanospace2017

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      望月秀人、植村卓史
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      錯体化学会第67回討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Monomer sequence control in vinyl polymers using metal-organic frameworks2017

    • Author(s)
      望月秀人、植村卓史
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 二次元空間を有する多孔性金属錯体を用いた高分子超薄膜の創製2017

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      望月秀人、植村卓史
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      第66回高分子討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 二次元状ナノ空間を有する多孔性金属錯体を用いた高分子超薄膜体の創製2017

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      望月秀人、植村卓史
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      第7回CSJ化学フェスタ2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔性金属錯体をテンプレートに用いたシークエンス制御ラジカル共重合2016

    • Author(s)
      望月秀人、荻原直希、高柳昌芳、長岡正隆、植村卓史、北川進
    • Organizer
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2016-11-15
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Sequence-regulated radical copolymerization using a porous metal complex as a template2016

    • Author(s)
      望月秀人、荻原直希、高柳昌芳、長岡正隆、植村卓史、北川進
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Sequence-regulated radical copolymerization using a porous coordination polymer2016

    • Author(s)
      望月秀人、荻原直希、高柳昌芳、長岡正隆、植村卓史、北川進
    • Organizer
      錯体化学会第66回討論会
    • Place of Presentation
      福岡大学七隈キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-10
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔性金属錯体を利用したシークエンス制御ラジカル共重合2016

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      望月秀人、荻原直希、植村卓史、北川進
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場
    • Year and Date
      2016-05-28
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔性金属錯体内にモノマーを固定化することによるラジカル共重合制御2016

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      望月秀人、植村卓史、北川進
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場
    • Year and Date
      2016-05-27
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      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 連結分子の並びを巧みに制御できる高分子合成法を開発 ~DNAのように分子情報を転写~

    • URL

      http://www.jst.go.jp/pr/announce/20180123-2/

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      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 連結分子の並びを巧みに制御できる高分子合成法を開発 ―DNAのように分子情報を転写―

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2017/180123_2.html

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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