2016 Fiscal Year Annual Research Report
Precision control methodology of primary structures of necklace shaped element block polymers
| Project Area | Creation of Element-Block Polymer Materials |
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| Project/Area Number |
24102006
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
國武 雅司 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (40205109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 智 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (80579839)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 元素ブロック高分子 / 有機無機ハイブリッド / シルセスキオキサン / ネットワークポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機能性ナノ元素ブロックと鎖状ソフト有機セグメントが交互に連なったネックレス型元素ブロック高分子のモデル系として、かご型シルセスキオキサン（POSS）ユニットと鎖状シロキサンからなるネックレス型ポリマーを開発した。段階縮合法や開環重合法を駆使することで、POSSかご間の鎖長を固定した鎖長固定型、鎖長を規則的に変化させた鎖長変調型や鎖長分布を持つランダム型など、ネックレス型ポリマーの一次構造を階層的に精密制御することに成功した。またポリマーの末端でのみ架橋することで熱硬化型ネットワークポリマーの合成にも成功した。合成された一連の元素ブロックポリマーにおいて、ナノ構造と物性の相関性を検討した。この交互ポリマーでは、フレキシビリティと極低線膨張性という本来トレイドオフな特性を併せ持つ材料設計が可能であることを見出し、低線膨張性の発現メカニズムの解明を行った。無機ソフトマテリアルにおける重要な材料設計の指針として位置づけることができた。
シフベースカップリング反応を、分子カップリング反応として用いることで、ビルディングブロック分子が水溶液－基板表面で選択的にその場重合した規則性二次元ポリマーの構築が可能であることを見出した。固液界面での分配平衡とカップリング反応平衡、2つの平衡を同時に精密制御すると、吸着に基づく分子の濃縮と疎水場効果によって固液界面でのみ選択的に分子間カップリング反応（表面重縮合）を達成した。多数の多官能芳香族アミン分子と多官能芳香族アルデヒド分子の組み合わせから、二次元配列した直線状アゾメチンポリマーがパッチ状のドメイン構造を形成した分子膜や、ポルフィリン分子が格子状に結合された共有結合性分子フレームワークの構築に成功した。単純な分子の組み合わせから、グラフェンに匹敵する窒化炭素系ナノシートを自己組織的に構築することに成功した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Cohelical Crossover Network by Supramolecular Polymerization of a 4,6-Acetallized β-1,3-Glucan Macromer2017
Author(s)
J. Sakamoto*, R. Kita, I. Duelamae, M. Kunitake, M. Hirano, D. Yoshihara, T. Yamamoto, T. Noguchi, B. Roy and S. Shinkai
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Journal Title
ACS Macro Let
Volume: 6
Pages: 21-26
DOI
Peer Reviewed
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