2019 Fiscal Year Research-status Report
生体回路反応から着想を得た汎用ポリマーブラシコーティング技術の開発
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19K15624
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 知哉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (40783874)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ポリマーブラシ / ぬれ性 / 疎水性 / 表面 / 精密重合法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ポリマーブラシの実用的な表面処理（量産，大面積）への適用を目的とし、大気雰囲気下で実施可能なポリマーブラシ合成法の改良に着手した。本年度は、疎水性モノマーを原料とし還元剤と溶媒を変更した条件下におけるポリマーブラシの成長速度の評価と改良を行った。
具体的には、各種の疎水性モノマーと複数の溶媒を組み合わせて調製した原子移動ラジカル重合法の反応溶液を、重合開始層を形成したシリコン基板上に塗布または溶液に基板を浸漬し、大気雰囲気下で一定時間保持する（Paint-on法）ことでポリマーブラシの成長速度を分析した。特に、原料が水に不溶な疎水性モノマーを原料に用いる場合、蒸発速度が低く極性が高い溶媒を用いてPaint-on法を実施することで、ポリマーブラシの成長速度が大幅に向上できることが確認された。これにより、Paint-on法の最適化（改良型Paint-on法の開発）に成功した。さらに、改良した重合溶液を重合開始層を形成した大面積基材で挟み込む手法を取り入れることで、大面積ポリマーブラシの試作にも成功した。合成した大面積ポリマーブラシは、用いる原料モノマーの種類を変更することにより弱い親水性から疎水性までぬれ性を変更可能である。特殊な装置や反応条件を必要としない改良型Paint-on法は、実用ポリマーブラシ合成法として利用が期待できる。
さらに本年度は、反応性の官能基を有する疎水性モノマーを原料として用い合成した大面積ポリマーブラシが異種材料複合化（ナノ粒子、めっき）の足場として利用可能であることを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、ポリマーブラシ大面積化に重要な合成法の改良に成功しており、本研究の目的達成に重要な知見を得たと判断できる。以上より、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．大面積ポリマーブラシ合成法をさらに改良するため、各種還元剤の種類や添加量等の諸条件の最適化や異なる酸化-還元サイクルを検討することにより、ポリマーブラシ量産化手法を確立する。
２．ポリマーブラシの構造や組成の最適化や各種材料との複合化を行うことで、ポリマーブラシの表面機能を強化する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大防止のため、講演予定であった「表面技術協会第 141 回講演大会が中止され、旅費が使用されなかった。また、中止連絡が２月末であったため、試薬や物品の追加購入に充てるための時間が無かった。以上から、次年度使用額が生じた。
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Research Products
(3 results)
