Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
ミルフィーユを"ナノ粒子"で創る.硬・軟二種類の,共に粒子径5 nmの『ナノ粒子集積化・単粒子層』を用い,シングルナノ~サブミクロンサイズの自在な厚み周期で交互積層されたナノ・ミルフィーユ構造と,そのキンク化組織を創出し,構造/機能相関(粒子層配列と力学物性増強の相関)の解明に挑む.その結果,本領域の主題でもあるLPSO構造のMg合金で確認されたミルフィーユ構造・キンク強化現象の起源を明らかにし,それを新規有機/無機ナノ複合体の創出にフィードバックする.
金属材料系(主にMg合金系)に於ける長周期積層(LPSO)構造理論の高分子材料系への拡張の目的で,高分子ナノ粒子層を活用した,「ナノ・ミルフィーユ構造体」の創出と力学物性増強起源の解明を志向した.高分子ナノ粒子は,気/水界面で単粒子膜を形成可能な疎水性高分子としてアタクチックポリスチレンを用いた.これを「軟質層」とする傍ら,「硬質層」として酸化物無機ナノ粒子の界面単粒子膜を調整した.具体的にはマグネタイト/四酸化三鉄ナノ粒子の最外層表面を長鎖脂肪酸で修飾し,その分散媒を気/水界面に展開することで,単粒子膜を得た.其々の単独粒子積層膜の層状周期をout-of-plane X線回折によって算出したところ,いずれも5 nmの値が得られ,この数値がほぼ粒子直径/単粒子膜厚みに等しいと考えられた.これら其々の単粒子膜をLangmuir-Bludgett法により交互に積層し,有機/無機の交互積層膜を創出した.これを「ナノ・ミルフィーユ」と称し,パラクリスタル解析や,Scherrerの式による結晶子サイズの算出から,その秩序性を見積もったところ,単独粒子膜の秩序と同等以上の周期性を有していることが判明した.次に,予め基板半面に長鎖脂肪酸単層膜によるナノサイズの段差を導入し,これを座屈状の「キンク」構造を見做して,粒子積層を行った,キンク導入ナノ・ミルフィーユを創製し,座屈導入前後での秩序維持特性の評価を行った.この際,基板は簡便に延伸変形可能な樹脂製基板を活用し,キンク導入前後のナノミルフィーユを其々一軸延伸変形させた際の,層状周期の位置特性を評価した.この結果,キンクの導入が変形による層状周期性の低下を抑制することが明らかになった.これは,各層間の層間摩擦の影響によるものと判断され,高分子材料系におけるミルフィーユ構造形成による秩序維持が,界面摩擦の恩恵を受ける可能性が示された.
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Colloids Surf. A
Volume: 621 Pages: 126559-126559
10.1016/j.colsurfa.2021.126559
ChemistrySelect
Volume: 6(9) Issue: 9 Pages: 2198-2209
10.1002/slct.202004199
Volume: 615 Pages: 126221-126221
10.1016/j.colsurfa.2021.126221
Eur. Polym. J.
Volume: 146 Pages: 110255-110255
10.1016/j.eurpolymj.2020.110255
Journal of Oleo Science
Volume: 70 Issue: 3 Pages: 349-362
10.5650/jos.ess20222
130007994823
Polym. Bull.
Volume: 78 Issue: 10 Pages: 5503-5524
10.1007/s00289-020-03388-w
Volume: 5 Issue: 43 Pages: 13418-13428
10.1002/slct.202003172
Volume: 606 Pages: 125389-125389
10.1016/j.colsurfa.2020.125389
Thin Solid Films
Volume: 709 Pages: 138235-138235
10.1016/j.tsf.2020.138235
Volume: 69 Issue: 7 Pages: 783-787
10.5650/jos.ess20083
130007868855
Volume: 5 Issue: 22 Pages: 6594-6607
10.1002/slct.202001535
Langmuir
Volume: 36 Issue: 20 Pages: 5596-5607
10.1021/acs.langmuir.0c00782
Polym. Compos.
Volume: 41 Issue: 8 Pages: 3062-3073
10.1002/pc.25598
Volume: 36 Issue: 14 Pages: 3770-3781
10.1021/acs.langmuir.0c00283
Volume: 77 Issue: 3 Pages: 1585-1607
10.1007/s00289-020-03180-w
J. Fluorine Chem.
Volume: 233 Pages: 109505-109505
10.1016/j.jfluchem.2020.109505
RSC Adv.
Volume: 10 Issue: 3 Pages: 1361-1370
10.1039/c9ra09136j
Polym. Eng. Sci.
Volume: 60 Issue: 3 Pages: 541-552
10.1002/pen.25310
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10.1016/j.jfluchem.2019.109433
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10.1021/acs.langmuir.9b00598
Bull. Chem. Soc. Jpn
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10.1246/bcsj.20190102
130007728640
Volume: 685 Pages: 168-179
10.1016/j.tsf.2019.06.016
Volume: 575 Pages: 27-41
10.1016/j.colsurfa.2019.04.094
Volume: 222-223 Pages: 15-23
10.1016/j.jfluchem.2019.04.013
Volume: 562 Pages: 416-430
10.1016/j.colsurfa.2018.11.003
Colloids Surf. B
Volume: 173 Pages: 759-768
10.1016/j.colsurfb.2018.10.048
Volume: 40 Issue: S1
10.1002/pc.25047