Creation of Gyroid Surface from an ABCD Tetrablock Quadropolymer in Bulk

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H02292
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Matsushita Yushu 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60157302)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高野 敦志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00236241) ; 野呂 篤史 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (90377896)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ブロック共重合体 / ミクロ相分離構造 / ブレンド / 共連続構造 / 二重ダイヤモンド構造 / Gyroid 曲面

Outline of Final Research Achievements

Among several microphase-separated structures of block copolymers, co-continuous structures were picked up and focused. Bicontinuous double-diamond structure was formed by SI diblock copolymer binary blends, while tricontinuous double diamond structure was created by ISP triblock terpolymer binary blends. In addition, Gyroid surface has been found in an SITP tetrablock qudropolymer, where S, I, P, T denote polystyrene, polyisoprene, poly(2-vinylpyridine) and poly(4-trimethylsilylstyrene), respectively.

Free Research Field

高分子材料科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

一般にブロック共重合体のミクロ相分離界面は、その曲率を一定にするか、あるいは変化を最小限にするように形成される。本研究では、熱力学的観点からは不利とされる構造を、長さが異なるブロック鎖を混合させる分子設計上の工夫から生み出したことに高い学術的意義がある。また、ダイヤモンド二重ネットワーク構造はフォトニック結晶などの光学材料に有用な構造であることが指摘される一方、Gyroid 曲面はメソスケールの機能表面として利用できる期待が高く、これらの観点から本研究の成果は社会的意義も非常に高い。