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高分子―液体間ナノ界面における高分子鎖シミュレーション解析

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Soft-Interface Science
Project/Area Number 23106723
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 InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

森田 裕史  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (10466790)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords粗視化シミュレーション / 散逸粒子動力学法 / OCTA / 界面 / 溶解過程 / 膨潤 / 溶解 / 高分子鎖ダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、粗視化シミュレーションを用いて高分子―液体間ナノ界面における界面場中における高分子鎖のコンフォメーションとダイナミクスを明らかにし、1分子鎖のサイエンスの観点から、高分子―液体間界面がソフト界面となりうるメカニズムを明らかにすることを目的として進めている。2012年度は、高分子鎖が部分的に溶けた状態について、高分子鎖の粗視化モデルを用いて構築し、シミュレーションを行った。
部分溶解するポリマーとして、溶ける粒子と溶けない粒子のランダムコポリマーとして扱うこととし、DPDモデルで記述した。結果として、下記にあげる3つの状態、4種類の構造が得られた。1)Flat swelling surface、2)Fluctuating swelling surface、3)inhomogeneous Dissolved structure、4) homogeneous Dissolved structureである。1)は、界面近傍に溶ける成分が偏析して、分子鎖スケールで膨潤構造が生成する状態を表す。2)は、界面近傍に溶ける成分が偏析するが、界面に溶ける成分が偏析できる量よりより多い成分が偏析した際に、界面の面積を稼ぐために界面に揺らぎが現れてくる状態を表す。3)は、巨大なミセル状となり、不均一な状態ではあるが、ポリマーが溶けている状態を指す。4)は、ポリマーがほぼ液体の中で均一分布しながら溶けている状態を指す。また、溶ける成分の割合と溶ける成分における溶媒粒子との間の非結合相互作用を変えた際の相図についての作成も行い、これらの構造の生成について検証することができた。
また、領域内での連携研究を目的に、粗視化シミュレーションにおける研修コースを実施し、多くの方の参加の中、将来的に連携を模索するための研修を行うことができた。

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

    (14 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Mobility Gradient of Polystyrene in Films Supported on Solid Substrates2013

    • Author(s)
      Yoshihisa Fujii, Hiroshi Morita, Atsushi Takahara, Keiji Tanaka
    • Journal Title

      Adv. Polym. Sci.

      Volume: 252 Pages: 1-27

    • DOI

      10.1007/12_2012_175

    • ISBN
      9783642343384, 9783642343391
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uptake of Water in As-spun Poly(methyl methacrylate)Thin Films2013

    • Author(s)
      Keiji Tanaka, et al.
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 3 Issue: 11 Pages: 3516-3519

    • DOI

      10.1039/c3ra23066j

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local Conformation and Relaxation of Polystyrene at Substrate Interface2012

    • Author(s)
      Keiji Tanaka, et al.
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 45 Issue: 11 Pages: 4643-4649

    • DOI

      10.1021/ma3007202

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mesoscale simulation of the line-edge structure during positive and negative tone resist development process2012

    • Author(s)
      Ichiro Okabe, Saurabh Agarwal
    • Journal Title

      Proc.SPIE

      Volume: 8325 Pages: 83250J-83250J

    • DOI

      10.1117/12.916389

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] レジスト薄膜の溶解プロセスにおけるシミュレーション解析2013

    • Author(s)
      森田 裕史
    • Organizer
      第15回高分子表面研究討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学森戸記念館(東京都)
    • Year and Date
      2013-02-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Coarse-grained simulation of the interface between polymer and liquid2012

    • Author(s)
      Hiroshi Morita, Keiji Tanaka
    • Organizer
      The 9th SPSJ International Polymer Conference
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-12-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 界面における高分子のダイナミックス2012

    • Author(s)
      森田 裕史
    • Organizer
      日本接着学会 接着信頼性を高めるための表面処理技術セミナー
    • Place of Presentation
      名古屋市工業研究所(愛知県)
    • Year and Date
      2012-10-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子ー液体間にみられるソフト界面のシミュレーション解析2012

    • Author(s)
      森田 裕史, 田中敬二
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子薄膜ー液体間界面における粗視化シミュレーション2012

    • Author(s)
      森田 裕史, 田中敬二
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-05-31
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 液体に接した高分子ソフトナノ界面における高分子鎖シミュレーション2012

    • Author(s)
      森田裕史
    • Organizer
      第92日本化学会春季年会特別企画講演ソフト界面を活かした先端化学
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Mesoscaie simulation of the line-edge structure during positive and negative tone resist development process2012

    • Author(s)
      Hiroshi Morita, Tchiro Okabe, Saurabh Asarwal, Vivek K.Singh
    • Organizer
      SPIE advanced lithography
    • Place of Presentation
      San Jose Convention Center(アメリカ合衆国カリフォルーア州)
    • Year and Date
      2012-02-14
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 水-高分子界面のモデル化と高分子鎖のシミュレーション2011

    • Author(s)
      森田裕史
    • Organizer
      第31回表面科学講演大会ソフトナノテクノロシー研究部会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)(招待)
    • Year and Date
      2011-12-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Dissolution process simulation of the resist film2011

    • Author(s)
      Hiroshi Morita
    • Organizer
      International Workshop for Molecular Simulations for Polymers
    • Place of Presentation
      京都大学化学研究所(京都府)(招待)
    • Year and Date
      2011-09-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ネガ型レジスト高分子薄膜の溶解プロセスシミュレーション2011

    • Author(s)
      森田裕史
    • Organizer
      第60回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府)
    • Year and Date
      2011-05-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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

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