2022 Fiscal Year Annual Research Report
Single-Molecule Imaging of Structural Dynamics of a Polymer Chain and Interactions between Polymer Chains
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20H02546
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
篠原 健一 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10292244)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ポリマー / １分子 / AFM / 高速AFM / 分子マシン / 分子モーター / キラル高分子 / 機能性高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アニオン性ポリマー鎖とカチオン性ポリマー鎖との静電相互作用ダイナミクスをイメージングした。ここでは、一本のアニオン性ポリマー鎖に作用させるカチオン性ポリマー鎖を試料濃度の調整で二本、三本と増やし、動態変化を観測する。次いで、両ポリマーの溶液濃度を段階的に上げながら高速AFMイメージングし、少数本のポリマー鎖からなるネットワーク構造のダイナミクスをMSD解析する。同様に、PAMPS鎖とPAAm鎖の組み合わせについても本数を増やして高速AFMイメージングする。これらの実験は、材料として有用なゲルの内部構造のダイナミクスを理解するために有用な知見を与えた。ポリマー１分子から２分子、３分子と少数分子の相互作用の理解へと分子レベルの階層を登り、ポリマー分子間の協調現象の発見した。
【PNIPAMの温度制御高速AFMイメージング(疎水性相互作用)】：ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)は水溶液中で約32℃のLCSTを示し、この温度以上では透過率が著しく低下することが知られている。ここでは、PNIPAM鎖一本の構造ダイナミクスの温度応答性を直接観測することを通して、疎水性相互作用のイメージングに挑んだ。基板上水中に孤立した一本鎖の変形挙動を明らかにした。この結果を踏まえ、PNIPAM鎖が二本、三本と複数本相互作用できる状態での温度応答性を高速AFMイメージングした。高分子鎖間の疎水性相互作用により分子鎖の絡み合いのダイナミクスが観測されるものと予想しているが、さらに踏み込んで鎖中の挙動を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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