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単一分子鎖の直接観察によって明らかにする高分子ソフト界面の物性

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Soft-Interface Science
Project/Area Number 23106713
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

青木 裕之  京都大学, 先端医工学研究ユニット, 准教授 (90343235)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords1分子計測(SMD) / 単一高分子鎖 / 表面・界面 / 薄膜 / 蛍光顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

本年度はせん断変形下における高分子鎖の変形挙動について、個々の高分子鎖を直接観察することで評価した。特に界面における分子レベルでのコンホメーション変化に着目した。測定には、前年度までに構築した超解像光学顕微鏡Photo-Activated Localization Microscopy (PALM)を用いた。試料として分子量220万のポリブチルメタクリレート(PBMA)を用いた。PALM観察のために、ローダミンスピロアミド色素で蛍光ラベルしたPBMAを合成し、これを蛍光ラベルしていないPBMA中にごく低濃度で分散することで、PBMA鎖一本の観察を行った。試料は厚さ200 μmの薄膜として2枚のカバーガラスの間に作製し、100℃においてせん断変形を与えた後に室温まで急冷して構造を凍結し、PALMによる観察を行った。個々の鎖を観察した画像データから、せん断方向における広がりのサイズを算出した。バルク内のPBMA鎖は、マクロなせん断変形に比例して、分子レベルでも変形したのに対して、界面近傍の鎖はあまり変形していないことが分かった。このことからガラス基板近傍には、高分子鎖がバルク状態よりも変形を受けにくい界面層が存在することが明らかとなった。さらに分子量効果の検討から、このような界面層の厚さは鎖の広がりのサイズで決まることが示唆された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Quantitative Analysis of End-to-end Distance of Single Polymer Chain in Ultra-thin Film by Super-resolution Fluorescence Imaging2013

    • Author(s)
      Hiroyuki Aoki, Kazuki Mori, Toshiaki Takahashi, Shinzaburo Ito
    • Journal Title

      Chem. Phys.

      Volume: 419 Pages: 54-58

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2012.12.026

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformation of Single Polymer Chain in Rubbed Thin Film Observed by Fluorescence Imaging2012

    • Author(s)
      Toru Ube, Akihiko Shin, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 28 Issue: 39 Pages: 13871-13876

    • DOI

      10.1021/la302513c

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformational Analysis of Single Polymer Chains in Three Dimensions by Super-resolution Fluorescence Microscopy2012

    • Author(s)
      Hiroyuki Aoki, Kazuki Mori, Shinzaburo Ito
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 8 Issue: 16 Pages: 4390-4395

    • DOI

      10.1039/c2sm07227k

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of Surface Compositions of Phase-Separated structures in Conjugated Poly (phenylene vinylene) Blends by Scanning Near-Field Optical Microscopy2011

    • Author(s)
      Li-Ting Lee, Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 52 Issue: 25 Pages: 5897-5903

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2011.10.043

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relaxation of Single Polymer Chain in Poly (Methyl methacrylate) Films under Uniaxial Extension Observed by Scanning Near-field Optical Microscopy2011

    • Author(s)
      Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka, Toshikazu Takigawa, Toshiro Masuda
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 44 Issue: 11 Pages: 4445-4451

    • DOI

      10.1021/ma2004986

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超解像法による単一分子のナノ光学イメージング:高分子材料の評価への応用2012

    • Author(s)
      青木裕之
    • Organizer
      平成24年度繊維学会秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2012-09-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超解像光学顕微鏡による単一高分子鎖の配向状態の評価2012

    • Author(s)
      青木裕之, 進章彦, 宇部達, 伊藤紳三郎
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 超解像光学顕微鏡による高分子の配向評価2012

    • Author(s)
      青木裕之, 進章彦, 黒田泰樹
    • Organizer
      2012年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2012-09-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] せん断変形下における単一高分子鎖の形態変化の評価 -超解像光学顕微鏡による直接観察-2012

    • Author(s)
      進章彦, 宇部達, 青木裕之, 伊藤紳三郎
    • Organizer
      第61回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2012-05-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノ光学イメフジングによる高分子材料の構造評価2011

    • Author(s)
      青木裕之
    • Organizer
      日本分光学会ナノ分光部会シンポジウム
    • Place of Presentation
      和光
    • Year and Date
      2011-12-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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