2016 Fiscal Year Research-status Report
折りたたみ構造を有しない低分子量ポリヒドロキシ酪酸による結晶構造と水素結合の研究
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15K05629
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
佐藤 春実 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (10288558)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 水素結合 / ラメラ構造 / 折りたたみ構造 / 分子量依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では分子量の小さいポリヒドロキシブタン酸（PHB）を用いて、テラヘルツ分光測定、ラマン分光測定、赤外分光測定、および時間分解小角広角X線散乱（SAXS/WAXD）同時測定を行うことで、折りたたみ構造の有無による高分子の結晶構造形成過程の違いを明らかにすることを目的としている。
28年度は、27年度に得られた結果をもとに、分子量依存性についても結晶構造形成過程の違いや、分子鎖間に働くC-H・・・O=C水素結合の強さの違いについて検討した。水素結合の強さに関しては、どの分子量のPHBにおいてもほぼ同じであり、結晶構造にも違いは確認できなかった。しかしながら、結晶構造形成過程においては、この弱い水素結合の形成が結晶構造を安定化させる働きをするのか、分子鎖の整列させる駆動力になるのかが、PHBの分子量が2000-3000を境に異なることが示された。この分子量2000-3000の値は、ちょうどPHBの分子鎖の長さが、PHBがラメラ構造を形成したときのラメラ厚に相当するものである。つまり、PHBが結晶構造を形成する際に、分子鎖の折りたたみの有無によって弱い水素結合の役割が異なるのである。このことは、分子鎖が短く、結晶構造において折りたたみ構造を形成しない場合は、分子鎖が配向することで結晶構造を形成しており、分子鎖間の水素結合がこの分子鎖を結びつけて安定化させているのである。そして、折りたたみ構造を有しない場合はラメラ構造が合体成長をすることが示された。また、折りたたみ構造を形成する場合には、まず水素結合が形成され、それが結晶ラメラの構造形成へと繋がっていくことが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度に実施した研究の成果について、交付申請書に記載した「研究の目的」および「研究実施計画」と照らし合わせると、量子化学計算については、まだ十分な結果は出ていないものの、テラヘルツ分光法や赤外分光法などによる結果は当初の研究計画以上の成果をあげており、全体として、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策については、現在までの研究計画がおおむね順調に進展していることから、交付申請書に記載した通り進めていく。
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