自己集合カプセルの分子認識により誘導される超分子共重合体の機能創成
| Project/Area Number |
21J10701
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
新田 菜摘 広島大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | Copolymers / Host-Guest System / Miktoarms / Molecular Recognition / Supramolecular Chemistry / 超分子化学 / 分子認識 / リビング重合 / 自己集合 |
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| Outline of Research at the Start |
メタマテリアルは，負の屈折率といった天然の物質では滅多に見られない特性を持つ材料である。メタマテリアルは周期的な金属の格子配列に由来してそれらの特性を発現することが知られている。よって，その配置や配列を制御することで，光（電磁波）が吸収，増強または屈曲され，誘電率や透磁率を自由に制御できるため，常識を超えた特性を発現する。メタマテリアルの創製には，電磁場の波長よりも小さなスケールの金属の周期構造を作り込むことが不可欠である。そこで本研究では，超分子グラフト共重合体のナノ構造制御によるメタマテリアルの創製を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，超分子化学を用いた分岐型共重合体の簡便な合成法の開発と，特異な機能の発現を目指すことを目的とする。当研究室では，金属配位により生成する超分子カプセルが空孔内にビフェニル誘導体をゲスト分子として包接することを見出している。この分子認識を利用することで，合成の難易度が高いとされるミクトアーム星型ポリマーを簡便に得ることができると計画した。化学的に異なる二種類のポリマー鎖を有する超分子ミクトアーム星型ポリマーを得るために，八本のポリスチレン（PS）鎖を有する超分子カプセルと一，二，および四本のポリアクリル酸メチル（PMA）鎖を導入したビフェニルゲスト分子を合成した。両者を溶液中で会合させることでA8B1，A8B2，A8B4ミクトアーム星型ポリマーを得た。カプセルポリマーとゲストポリマーの会合体形成の速度は，ゲストポリマーのPMA鎖の本数に大きく影響を受けた。DLS，SECおよびDOSY測定により，いずれのゲストポリマーも会合体形成に伴い流体力学的半径が増加したことがわかった。また超分子ミクトアーム星型ポリマーは，非共有結合的相互作用により形成されたにも関わらず，低濃度のSEC分析が可能なほど安定に溶液中で存在した。会合体形成による熱物性の変化をDSC測定により評価したところ，ミクトアーム星型ポリマー形成に伴い，導入したPS鎖とPMA鎖は部分的に相溶していることが示唆された。特にA8B4ミクトアーム星型ポリマーは，他の二種類のミクトアーム星型ポリマーとも異なるガラス転移挙動を示した。これらの研究成果は学術論文として投稿され，表紙として選定された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
