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ブロック共重合体のエピタキシャル構造転移に伴う三次元構造・ダイナミクスの解明

Research Project

Project/Area Number 19031016
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

陣内 浩司  Kyoto Institute of Technology, 工芸科学研究科, 准教授 (20303935)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥10,200,000 (Direct Cost: ¥10,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥5,700,000 (Direct Cost: ¥5,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000)
Keywordsブロック共重合体 / 構造転移 / 電子線トモグラフィー法 / エピタキシャル転移 / Gyroid構造
Research Abstract

本研究は、流動・電場などの外場の印加や温度・圧力などの環境変数の変化に伴うブロック共重合体の構造-構造転移(Order-Order Transition, OOT)を、最先端の透過型電子線トモグラフィー法(3D TEM)により3次元的な実像として捕らえ、その3次元構造とOOTのダイナミクスを明らかにすることを目的とする。
本年度は電子線トモグラフィー法(3D TEM)による構造-構造転移(OOT)の3次元観察を行った。試料としてPoly(styrene-block-isoprene)(SI)を用い、3次元構造であるGyroid構造と棒状ドメインが六法格子状に充填したHexagonally-Packed Cylinder(HEX)構造の間のOOTについて検討した。このSIブロック共重合体が、Gyroid構造を呈している状態から、HEX構造が平衡であるような熱力学的平衡状態へ温度を急変させ(Gyroid⇒HEX)、その転移過程を液体窒素などにより急冷して固定化した上で、2つの構造の接合部分を3D TEMにより立体観察し、得られた画像からドメインの連結性・結晶面などの構造情報を決定した。前年に検討したGyroid構造と孔の空いたレイヤー状の層が積層したHPL構造のOOTの場合と同様、エピタキシャル転移が起こっていることが分かった。従来予測されていたGyroid構造の{111}、{211}、{220}面がシリンダー構造の{001}、{100}、{110}面に転移する様式とともに、Gyroid構造の{220}、{111}、{211}面がシリンダー構造の{001}、{100}、{110}面に転移する新しいOOTも発見した。この結果は、今後のOOT理論に影響を与える重要な結果と考える。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] New Epitaxial Phase Transition between DG and HEX in PS-b-PI2009

    • Author(s)
      H-W. Park, J. Jung, T. Chang, K. Matsunaga, H. Jinnai
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc 131

      Pages: 46-47

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Three-Dimensional Observations of Order-Order Transition from Gyroid to Cylindrical Structures in a Block Copolymer2008

    • Author(s)
      H. Sugimori, K. Niihara, T. Kaneko, W. Miyoshi and H. Jinnai
    • Journal Title

      Progr. Theor. Phys. Suppl 175

      Pages: 166-173

    • NAID

      110007004949

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional visualization of a single block copolymer in lamellar nanodomains2008

    • Author(s)
      H. Morita, T. Kawakatsu, M. Doi, T. Nishi and H. Jinnai
    • Journal Title

      Macromolecules 41

      Pages: 4845-4849

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional Imaging in Polymer Science: Its Application to Block Copolymer Morphologies and Rubber Composites2007

    • Author(s)
      H., Dohi・H., Kimura・M., Kotani・T., Kaneko・T., Kitaoka・T., Nishi・H., Jinnai
    • Journal Title

      Polymer J. 39

      Pages: 794-758

    • NAID

      10019562016

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Observation of HPL and DG Structure in PS-b-PI Thin Film by Transmission Electron Microscopy2007

    • Author(s)
      H.-W., Park・K., Im・B., Chung・M., Ree・T., Chang・K., Sawa・H., Jinnai
    • Journal Title

      Macromolecules 40

      Pages: 2603-2605

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusual Phase Behavior of End-Functionalized Polystyrene-block-poly (n-butyl methacrylate) Copolymer with Maleic Anhydride2007

    • Author(s)
      J., K., Kim・M., I., Kim・H., J., Kim・D., H., Lee・U., Jeong・H., Jinnai・K., Suda
    • Journal Title

      Macromolecules 40

      Pages: 7590-7593

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Quantitative electron tomography and its application to polymer nanostr uctures2009

    • Author(s)
      H. Jinnai
    • Organizer
      American Physical Society
    • Place of Presentation
      Pittsburgh, Pennsylvania, USA
    • Year and Date
      2009-03-16
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-Dimensional Imagings and Structural Analyses for Polymer Related Materials

    • Author(s)
      H., Jinnai
    • Organizer
      the International Symposium on Polymer Analysis and Characterization
    • Place of Presentation
      Crete, Greece
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 高分子材料の3次元構造解析〜最新技術と可能性〜2008

    • Author(s)
      齋藤明子、陣内浩司
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      ポリファイル
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~mechanic/jinnai/index_j.html

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~mechanic/jinnai/articles.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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