2020 Fiscal Year Annual Research Report
Ordered structure formation in polymer-brush-decorated-particle/liquid-crystal mixed system
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18H02033
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大野 工司 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00335217)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / 高分子構造・物性 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複合微粒子の液晶中における分散挙動に関して検討した。ロッド状およびシート状粒子などの異方性微粒子表面にポリマーブラシを付与する技術を確立した。特に、ナノシート表面へのグラフト化においてポリドーパミン層を足場とする表面開始リビングラジカル重合を行い、極めて分散性の高いポリマーブラシ付与ナノシートを合成する新しい方法を開発した。また、光反応性のポリマーブラシを付与した複合微粒子の合成を行った。付与した官能基は、光重合可能なオキセタニル基、シンナモイル基、ビニル基である。それら官能基を用いて、液晶中に形成した微粒子の高次構造を固定化することを試みたが部分的な微粒子間の結合しか形成しなかった。さらに官能基密度などを検討する必要がある。しかし、官能基の種類によって液晶分子と微粒子の相互作用が異なる、つまり、微粒子表面近傍に発現する液晶の転傾構造が異なることがわかった。これは、外場によって液晶の固体表面に対する配向性およびアンカリングエネルギーを自在に制御できることを示しており、液晶分子を操作するための新たな手法の開発につながると期待できる。
液晶中の転傾内にポリマーを集積させることを行った。蛍光標識したポリマーを液晶中に分散させることによって、大部分のポリマーが転傾に取りこまれることを共焦点顕微鏡により確認した。同様に、光反応性蛍光ポリマーを合成し、それをサターンリング転傾に集積させた後、光重合することにより転傾をテンプレートとしたナノリングの構築を試みた。しかし、ポリマー間に十分に架橋を付与することができず完全なナノリングの形成には到らなかった。また、ナノ粒子を転傾内に取りこませることにも取り組んだ。粒径に大きく依存するものの、ナノ粒子が転傾に集積することが明らかとなった。同様に金属ナノ粒子を選択的に取りこませることができれば新規の機能性ナノ材料の創出につながると期待できる。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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