2018 Fiscal Year Annual Research Report
Metamaterials using Polymers with Metal Nanowire or Particles
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16K05794
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岡本 茂 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50262944)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 高分子ブロック共重合体 / モルホロジー制御 / 金属微粒子 / 光機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はこれまで、高分子ブロック共重合体を用いた様々なモルホロジーを有するミクロドメイン構造の形成およびその秩序化過程の研究を行い、フォトニック 結晶といった高秩序構造の創製 に成功してきた。また、ナノ金属微粒子を高分子ブロック共重合体の一方のドメインに選択的に導入することにより、 非線形光学材料の創製にも成 功してきている。これらの高秩序構造の形成技術を総動員し2次元、 3次元のメタマテリアル材料の構築を行った。重要なポイントとして、金属微粒子を単に選択的に 導入するだけでなく、特定の形状に成形する必要がある。そのためには、ホスト側の高分子ブロック共重合体が形成するドメイン構造のモルホロジーにも特殊な秩序を必要とする。そこで、研究を２つに分けて進行した。一つには、金属との親和性の高い側鎖を有する高分子ブロック共重合体を作成することと、もう一つは、そのモルホロジーを制御することである。一つ目の、金属との親和性の高い側鎖を有する共重合体に関して、スチレンとメタクリレート系で新規なブロックコポリマーの作成に成功した。予定通り、ミクロ相分離しナノ構造の 作成にも成功した。金属を導入したところ、メタクリレート系のブロック鎖に選択的に導入されることを確認した。これまでには見られなかった構造をしてお り、電子顕微鏡法による構造解析を行った。 また、二つ目のモルホロジー制御に関しては、共連続ダブルダイヤモンドやジャイロイド構造といった3次元ネットワーク構造はその温度変化においてラメラやシリンダーといった1次元、2 次元構造とは異なる挙動を示すことがわかった。これは光機能のスイッチングに非常に重要である。3次元構造は「自己閉じ込め効果」とでもいうべき効果があると考えられ、単純な相似的な構造の温度変化 を示さないことがわかった。以上を、現在、論文に取りまとめ中である。
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