2017 Fiscal Year Research-status Report
高分子修飾シリカ粒子からなる自己集積膜の構造制御とメゾレンズアレイへの展開
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17K06895
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
森貞 真太郎 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60401569)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 粒子膜 / 高分子電解質 / 高分子ブラシ / 移流集積 / 非最密充填構造 / メゾレンズアレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究において，粒子膜作製手法の一つである移流集積法に，カチオン性高分子電解質poly(vinylbenzyl trimethylammonium chloride)（PVBTA）をフリーラジカル重合によって表面修飾したシリカ粒子（粒径数百nm）を適用することで，粒子間に間隔の空いた粒子配列（非最密充填構造）を有するコロイド粒子膜の作製に成功している．本研究では，表面開始原子移動ラジカル重合（SI-ATRP）法を用いて修飾高分子の鎖長と修飾密度を制御することにより，移流集積法によって得られる非最密充填コロイド粒子膜の粒子配列の規則性の向上，および粒子間隔の制御を目的としている．さらに，得られた非最密充填粒子膜を焼成することで，PVBTAを焼却するとともに，シリカ粒子を一部溶融させてガラス基板と一体化させることで数百nmのレンズが多数並んだメゾレンズアレイという新たな光学素子が実現できるか検討を行う．平成29年度に得られた成果は下記の通りである．
１．SI-ATRP法によるシリカ粒子へのPVBTA修飾を行った先行研究が存在しないため，同じ四級アンモニウム塩型モノマーを用いた研究を参考にSI-ATRP法によるPVBTA修飾シリカ粒子の合成を試みた．いくつかの条件によって行ったが，いずれの場合でも，従来のフリーラジカル重合によって合成した場合と異なり，十分な鎖長のPVBTAをシリカ粒子表面に導入することができなかった．そのため，得られた粒子を移流集積法によって粒子膜を作製しても，粒子がランダムに凝集した構造となり，非最密充填構造が形成されることはなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定では，SI-ATRP法によるPVBTA修飾シリカ粒子の合成方法を初年度に確立することを目指していたが，まだそこまでに至っていない．しかし，ここまでの実験結果から，本系に適した重合条件の見当はついてきたため，次年度は条件にさらなる最適化を試みることで，PVBTA修飾シリカ粒子の高分子鎖長を呼び高分子密度の制御手法の確立を目指す．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までにSI-ATRP法によるPVBTA修飾シリカ粒子の合成手法が確立できなかったため，引き続き，それに取り組む．また，PVBTA修飾シリカ粒子の合成ができ次第，メゾレンズアレイへの展開も試みることができるように，メゾレンズアレイ作製の予備検討も並行して進める．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は2万円程度であり，平成29年度の予算使用状況はほぼ予定通りであったと考える．
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