高密度ポリマーブラシ/無機微粒子複合系(準ソフト系)コロイド結晶の科学

• Project/Area Number: 17685010
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大野 工司 Kyoto University, 化学研究所, 助教 (00335217)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥28,340,000 (Direct Cost: ¥21,800,000、Indirect Cost: ¥6,540,000); Fiscal Year 2007: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2006: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2005: ¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
• Keywords: ポリマーブラシ / コロイド結晶 / リビングラジカル重合 / 微粒子 / 光学材料 / 中空構造

Research Abstract

メタクリル酸メチルの表面開始リビングラジカル重合により構造の明確な濃厚ポリマーブラシを有する単分散シリカ微粒子を合成することを引き続き行った。特に本年度は、逆ミセル法またはリシン添加法を用いることによりシリカコア粒子を数ナノメートル程度まで小さくすることに成功した。また、グラフト鎖の高分子量化のために高圧下での重合に取り組み、5000気圧において分子量約1000万程度の高分子をグラフトする技術もほぼ確立した。蛍光色素を内含した単分散性シリカ微粒子表面へのポリメタクリル酸メチルのグラフト化と、得られた複合微粒子からのコロイド結晶作成法を確立した。その構造解析を共焦点レーザースキャン顕微鏡により行い、画像解析ソフトウェアのイマリスを用い三次元画像構築また特殊スライス画像の構築を行い、コロイド結晶の構造を詳細に解析した結果、グラフト鎖長により粒子間距離のみならず、結晶構造そのものも制御できることが判明した。本年度、新たに合成に成功した超高分子量PMMA付与シリカ微粒子から成るコロイド結晶においては、これまで本系では観られなかった結晶構造の出現が期待でることから、現在検討中である。さらに、ビニル基を側鎖に有するポリマーをシリカ微粒子にグラフトし、コロイド結晶を構築し、それを光開始剤存在下で光照射することによりコロイド結晶の固定化を行うことに成功した。また、濃厚ブラシ付与単分散性ZnS微粒子および濃厚ブラシ付与中空微粒子を用いてコロイド結晶を創製することにも成功した。

Research Products

• [Journal Article] Structural Analysis of ″Semisoft″ Colloidal Crystals by Confocal Laser Scanning Microscopy (2008)
  • Author(s): Takashi Morinaga, Kohji Ohno, Yoshinobu Tsujii, Takeshi Fukuda
  • Journal Title: Macromolecules 41(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suspension of Silica Particles Grafted with Concentrated Polymer Brush: Effects of Graft Chain Length on Brush (2007)
  • Author(s): Kohji Ohno, Takashi Morinaga, Satpshi Takeno, Yoshinobu Tsujii,
  • Journal Title: Macromolecules 40 Pages: 9143-9150
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Monodisperse Silica Particles Grafted with Concentrated Oxetane-Carrying Polymer Brushes : Their Synthesis by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization and Use for Fabrication of Hollow Spheres (2007)
  • Author(s): Takashi Morinaga, Masahiro Ohkura, Kohji Ohno, Yoshinobu Tsujii, Takeshi Fukuda
  • Journal Title: Macromolecules Vol.40 No.4 Pages: 1159-1164
• [Journal Article] Two-Dimensional Ordered Arrays of Monodisperse Silica Particles Grafted with Concentrated Polymer Brushes (2007)
  • Author(s): Takashi Morinaga, Kohji Ohno, Yoshinobu Tsujii, Takeshi Fukuda
  • Journal Title: European Polymer Journal Vol.43 No.1 Pages: 243-248
• [Journal Article] Internal Phase Separation Drives Dewetting in Polymer Blend and Nanocomposite Films (2007)
  • Author(s): Hyun-joong Chung, Kohji Ohno, Takeshi Fukuda, Russell J. Composto
  • Journal Title: Macromolecules Vol.40 No.2 Pages: 384-388
• [Journal Article] Suspension of Silica Particles Grafted with Concentrated Polymer Brushes : A New Family of Colloidal Crystals (2006)
  • Author(s): Kohji Ohno
  • Journal Title: Macromolecules 39・3 Pages: 1245-1249
• [Presentation] 微粒子表面からのリビングラジカル重合 (2007)
  • Author(s): 大野工司、森永隆志、辻井敬亘、福田猛
  • Organizer: 第56回高分子討論会 高分子学会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2007-09-20