2020 Fiscal Year Annual Research Report
Photo-responsive structural color on self assembly of giant block copolymer
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18K05238
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
金 善南 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (00612532)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 構造色 / ブロック共重合体 / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミクロ相分離するブロック共重合体（BCP）の自己組織化による周期長構造体の形成は興味深い現象であり、BCPの分子量制御により周期長及び形状が制御できます。本研究では可視光を回析するような巨大周期長を有する両親媒性のBCPの合成に注力しました。既報によれば分子量20-100kg/molにより20-50nm程度の周期長を有する周期構造体を得られます。可視光領域の構造色を得るには100kg/mol以上の高分子量のBCPを合成する必要があるが、直鎖高分子の場合では分子鎖が長くなるほど反応性は低下し粘度は高くなるため高分子量の重合体の合成や相分離構造は容易ではありません。そのためBCPの周期長を拡張する工夫が必要となります。本年度は、巨大分子量の長い相分離時間を短縮するため、分子運動性が高い溶液中のBCPミセルの自己組織化を利用した３次元周期構造体の作製を目指しました。ポリスチレンとポリビニルピリジンからなるBCPを合成し、さらにピリジンポリマーは四級化により親水性をもたらしました。DLS測定により粒径が420nm、TEM測定により疎水性コアーの直径が約20 nmのBCPは、水中でオレンジ色を示した。Bragg 式による理論反射波長は600nmであり、計算値と一致した。周期長制御実験や構造色の評価までは至っていないですが、溶液の薄いオレンジ色は構造色の可能性があると判断した。また、疎水性部の体積は0.01%程度でり、周期長に比べ格子点（凝集した疎水性部位）の体積が非常に小さいため、構造色の高い制御性が期待できる。
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