高分子ブロック共重合体薄膜における2重らせんシリンダー構造の配向制御

• Project Area: Molecular Soft-Interface Science
• Project/Area Number: 21106512
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 陣内 浩司 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (20303935)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2009: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: ブロック共重合体 / らせんシリンダー構造 / 垂直配向 / 電子線トモグラフィー法

Research Abstract

本研究は、3成分ABC型直鎖状トリブロック共重合体の自己秩序化において申請者らが発見した「2重らせんシリンダー構造」をベースとして、薄膜中での2重らせんシリンダー構造の基板に対する完全垂直配向を目指すものである。予備検討として行った実験では、Poly(styrene-block-butadiene-block-methylmethacrylate)(SBM)トリブロック共重合体の厚さ約11μmの膜において、2重らせんシリンダー構造は、基板表面では水平に配向していたものの、膜中央部では垂直配向していた。本研究では、溶媒蒸発速度を精密に制御できる装置を作製し、膜厚全体に渡って2重らせん構造が垂直に配向するような構造制御法を開発することを目的とする。平成21年度は、(i)溶媒蒸発速度制御用装置を完成させ、(ii)SBM薄膜中での溶媒蒸発速度制御による2重らせん構造の基板に対する垂直配向の基礎的な知見を得ることに成功した。
平成22年度は、上記(ii)においてさらに精密な配向制御を行い、基板の種類を変えることで基板表面の化学的性質のらせん構造の配向に対する影響を調べた。その結果、らせんシリンダー構造の垂直配向においては、溶媒蒸発速度が支配的であり、基板の化学的性質には(配向が)あまり左右されないことが分かった。

Research Products

• [Journal Article] Effect of Film Thickness on the Phase Behaviors of Diblock Copolymer Thin Film (2010)
  • Author(s): J.Jung, et al.
  • Journal Title: ACS Nano Volume: 4(6) Pages: 3109-3116
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solvent-Driven Evolution of Block Copolymer Morphology under 3D Confinement (2010)
  • Author(s): L.Li, et al.
  • Journal Title: Macromolecules Volume: 43 Pages: 7807-7812
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase transition and phase transformation in block copolymer nanoparticles (2010)
  • Author(s): Higuchi, et al
  • Journal Title: Macromol.Rapid Comm. Volume: 31 Pages: 1773-1778
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transmission Electron Microtomography and Polymer Nanostructures (2010)
  • Author(s): H.Jinnai, et al.
  • Journal Title: Macromolecules 43 Pages: 1675-1688
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3-Dimensional Characterization of Membrane with Nanoporous Structure Using TEM Tomography and Image Analysis (2010)
  • Author(s): F.H.She, et al.
  • Journal Title: Desalination 250 Pages: 757-761
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Grating-Assisted Spectrally-Narrowed Emissions from an Organic Slab Crystal Excited with a Mercury Lamp (2010)
  • Author(s): S.Hotta, et al.
  • Journal Title: Journal of Nanosci.Nanotechnol 10 Pages: 440-447
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cylindrically Confined Diblock Copolymers (2009)
  • Author(s): P.Dobriyal, et al.
  • Journal Title: Macromolecules 42 Pages: 9082-9088
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Small Molecule Directed Nanoparticle Assembly Toward Stimuli-responsive Nanocomposites (2009)
  • Author(s): Y.Zhao, et al.
  • Journal Title: Nature Materials 8 Pages: 979-985
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polymer nanotechnology applied to polymeric nano-soft-materials (2009)
  • Author(s): T.Nishi, et al.
  • Journal Title: J.Phys.Conf.Ser. 184 Pages: 12-30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The interface dynamics of bicontinuous phase separating structure in apolymer blend (2009)
  • Author(s): Saito, et al.
  • Journal Title: J.Phys.Conf.Ser. 184 Pages: 12-29
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self-Assembled ABC Triblock Copolymer Double and Triple Helices (2009)
  • Author(s): J.Dupont, et al.
  • Journal Title: Angew.Chem.Int.Ed. 48 Pages: 6144-6147
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Self-assembling nano-structure of a bolck copolymer studied by transmission electron tomography (2010)
  • Author(s): H.Jinnai
  • Organizer: American Chemical Society
  • Place of Presentation: Westin Boston Waterfront, Boston, USA(招待講演)
  • Year and Date: 2010-08-23
• [Presentation] Electron Tomography of Soft Polymeric Materials (2010)
  • Author(s): H.Jinnai
  • Organizer: SofTEAM Workshop (招待講演)
  • Place of Presentation: Berkeley, CA, USA
  • Year and Date: 2010-03-08
• [Presentation] Electron tomography for thick polymeric samples of the order of micrometer (2010)
  • Author(s): H.Jinnai
  • Organizer: 10-th International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-10) (招待講演)
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2010-01-28
• [Presentation] 高分子材料の3次元構造解析-最新の技術と可能性- (2010)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 日本接着学会粘着研究会1月度例会(招待講演)
  • Place of Presentation: 大阪市立工業研究所
  • Year and Date: 2010-01-22
• [Presentation] ポリマー材料の定量的3D解析 (2010)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 階層的3D4Dフォーラム(招待講演)
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス鉄鋼リサーチセンター
  • Year and Date: 2010-01-12
• [Presentation] 3D Elemental Mapping of Soft Materials using Transmission Electron Microtomography (2009)
  • Author(s): H.Jinnai
  • Organizer: 7th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '09 (ALC'09) (招待講演)
  • Place of Presentation: The Westin Maui Resort & Spa, Maui, Hawaii, USA
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] ソフトマテリアル機能材料の3次元構造観察と解析 (2009)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 第29回水素エネルギー協会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀5階小ホール
  • Year and Date: 2009-12-03
• [Presentation] トモグラフィから何が測れるか?(3次元測定の種類と阻害要因) (2009)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 日本顕微鏡学会3次元電子線トモグラフィ法のマテリアルへの展開研究部会講演会(招待講演)
  • Place of Presentation: 工学院大学
  • Year and Date: 2009-11-28
• [Presentation] 電子線トモグラフィー法による観察・評価の現状と今後 (2009)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 「半導体計測・評価技術ネットワーク」ワークショップ
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市国際会議場
  • Year and Date: 2009-11-24
• [Presentation] 電子線トモグラフィー法のソフトマテリアルへの応用 (2009)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 日本顕微鏡学会第53回シンポジウム(招待講演)
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • Year and Date: 2009-10-31
• [Presentation] Self-assembled polymer nano-structures (2009)
  • Author(s): H.Jinnai
  • Organizer: International Conference on Supercritical Fluids (Supergreen 2009) (招待講演)
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
  • Year and Date: 2009-10-17
• [Presentation] Helical structures formed from an amorphous, achiral ABC triblock terpolymer (2009)
  • Author(s): H.Jinnai, et al.
  • Organizer: International Symposium on Nano Structured Polymeric Materials : Synthesis, Characterization and Application (招待講演)
  • Place of Presentation: Gwangju, Korea
  • Year and Date: 2009-10-07
• [Presentation] 高分子プロック共重合体の自己秩序化するメソスケール構造 (2009)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 日本化学会第3回関東支部大会(招待講演)
  • Place of Presentation: 早稲田大学理工キャンパス
  • Year and Date: 2009-09-05
• [Presentation] Microphase-separated structure in a cylinder-forming block copolymer thin film studied by neutron reflectivity aided by transmission electron microtomography (2009)
  • Author(s): H.Jinnai, et al.
  • Organizer: Structure of Nanophase Materials (SAS) in 2009 ACA (American Crystallographic Association) Meeting (招待講演)
  • Place of Presentation: Toronto, Canada
  • Year and Date: 2009-07-29
• [Presentation] 電子線トモグラフィー法とエックス線CTによる高分子材料の三次元観察・解析 (2009)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: 現物融合型エンジニアリング専門委員会セミナー(招待講演)
  • Place of Presentation: 東京大学先端科学技術センター
  • Year and Date: 2009-05-15
• [Presentation] ブロック共重合体の自己秩序化に関する最近の進展 (2009)
  • Author(s): 陣内浩司
  • Organizer: Kyushu University Global COE "Science for Future Molecular Systems" Global COE Seminar No.77(招待講演)
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス
  • Year and Date: 2009-04-30
• [Remarks]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~mechanic/jinnai/research.html