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2012 Fiscal Year Annual Research Report

高分子ブラシの機能と近傍の水の動態との相関に関する研究

Planned Research

Project AreaMolecular Soft-Interface Science
Project/Area Number 20106007
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

北野 博巳  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (40115829)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 源明 誠  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 助教 (70334711)
Project Period (FY) 2008-04-01 – 2013-03-31
Keywords高分子ブラシ / 双性イオン型高分子 / 和周波発生分光法 / O-H 伸縮振動 / 水の構造 / 表面開始ATRP
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、ラジカル重合により調製したカルボキシベタイン型の単量体(CMB)とブチルメタクリレート(BMA)との共重合体(P(CMB-BMA))を、疎水化した半円筒型の溶融石英プリズム平坦面に浸漬法で薄膜として導入した。薄膜を被覆したプリズムを液体水に浸漬し、薄膜近傍の水に由来するSFGスペクトルを測定した。比較としてメタクリル酸とBMAの共重合体(P(MA-BMA)、ジメチルアミノエチルメタクリレートとBMAとの共重合体(P(DMAEMA-BMA))およびBMAのホモポリマー(PBMA)を被覆したプリズムについても同様の測定を行った。
双性イオン型単量体とBMAとの共重合体は、負あるいは正電荷を有する薄膜やPBMA膜と比較して、O-H伸縮振動に由来するSFGのシグナル強度の大幅な低下が観測された。PBMA修飾の石英表面では疎水性水和した水が、また正電荷や負電荷を有する薄膜表面では静電水和した水が、いずれも配向しているものと考えられる。一方、双性イオン型高分子薄膜では、その何れよりも配向が抑えられた水が界面に存在することを示している。
さらに、双性イオン基を末端に有するシランカップリング剤の自己組織化単分子膜(SAM)や、正または負電荷を末端に有するシランカップリング剤を混合し電荷中和させたSAMについても評価したところ、配向した水に由来するシグナル強度が未修飾の石英表面に比べて減少することが判明した。MAやDMAEMAを有する高分子ブラシ系では、静電水和により強く配向した水の層が存在することが見いだされている。これらのことは、双性イオン型高分子薄膜、双性イオン型SAM、さらに電荷中和した混合SAMで修飾された基板表面では、高分子と水との間の水素結合や静電相互作用、疎水性水和に由来する水分子の配向の程度が小さく、水の構造が大きくは乱されていないことを示している。

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。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Two-Step Recrystallization of Water in Concentrated Aqueous Solution of Poly(ethylene glycol).2013

    • Author(s)
      Gemmei-Ide, M.; Motonaga, T.; Kasai, R.; Kitano, H.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 117 Pages: 2188-2194

    • DOI

      10.1021/jp3102628

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-association of zwitterionic polymer-lipid conjugates in water as examined by scattering measurements.2013

    • Author(s)
      Murou, M.; Kitano, H.; Fujita, M.; Maeda, M.; Saruwatari, Y.
    • Journal Title

      J. Colloid Interface Sci.

      Volume: 390 Pages: 47-53

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2012.09.035

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polymer brush with pendent glucosylurea groups constructed on a glass substrate.2012

    • Author(s)
      Kitano, H.; Liu, T.; Tokuwa, K.; Li, L.; Iwanaga, S.; Nakamura, M.; Kanayama, N.; Ohno, K.; Saruwatari, Y.
    • Journal Title

      Eur. Polym. J.

      Volume: 48 Pages: 1875-1882

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2012.08.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure of water in the vicinity of a zwitterionic polymer brush as examined by sum frequency generation method.2012

    • Author(s)
      Kondo, T.; Nomura, K.; Murou, M.; Gemmei-Ide, M.; Kitano, H.; Ohno, K.; Noguchi, H.; Uosaki, K.; Saruwatari, Y.
    • Journal Title

      Colloids Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 100 Pages: 126-132

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2012.05.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carboxymethylbetaine copolymer layer covalently fixed to a glass substrate.2012

    • Author(s)
      Suzuki, H.; Li, L.; Nakaji-Hirabayashi, T.; Kitano, H.; Ohno, K.; Matsuoka. K.; Saruwatari, Y.
    • Journal Title

      Colloids Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 94 Pages: 107-113

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2012.01.038

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recrystallization of Water in Non-Water-Soluble (Meth)Acrylate Polymers is Not Rare and is Not Devitrification.2012

    • Author(s)
      Gemmei-Ide, M.; Ohya, A.; Kitano, H.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 116 Pages: 1850-1857

    • DOI

      10.1021/jp211473p

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Binding of β-amyloid to sulfated sugar residues in a polymer brush.2012

    • Author(s)
      Kitano, H.; Saito, D.; Kamada, T.; Gemmei-Ide, M.
    • Journal Title

      Colloids Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 93 Pages: 219-225

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2012.01.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sum frequency generation study on the structure of water in the vicinity of an amphoteric polymer brush.2012

    • Author(s)
      Kondo, T.; Gemmei-Ide, T.; Kitano, H.; Ohno, K.; Noguchi, H.; Uosaki, K.
    • Journal Title

      Colloids Surfaces B. Biointerfaces

      Volume: 91 Pages: 215-218

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2011.11.012

    • Peer Reviewed
  • [Book] シランカップリング剤の効果と使用方法2012

    • Author(s)
      北野博巳,李黎夫,中路正
    • Total Pages
      15
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー株式会社
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光分解性材料、基板およびそのパターニング方法2012

    • Inventor(s)
      北野博巳、中路正、源明誠、岸岡高広、木村茂雄、広井佳臣、臼井友輝
    • Industrial Property Rights Holder
      富山大学法人富山大学、日産化学工業株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2012-226380
    • Filing Date
      2012-10-11

URL: 

Published: 2018-02-02  

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