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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Precise Control of Block Copolymer Volume Fraction and Creation of 3D Bicontinuous Nanostructures by through Click Reactions

Research Project

Project/Area Number 20H02785
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

早川 晃鏡  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (60357803)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsブロック共重合体 / クリック反応 / 体積分率 / 3次元共連続ナノ構造 / ミクロ相分離
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,クリック反応によるブロック共重合体の精密な体積分率制御を軸にした3次元共連続ナノ構造の高信頼性創成技術の開拓を目指し,合成技術の確立と未だ解明されていない基礎的な課題の解決に取り組み,幅広い発展が望めるナノ構造材料に展開するための基盤研究である. 本年度(令和4年度)は初年度から2年間にわたり,(1)クリック反応によるブロック共重合体への種々の官能基の導入と反応条件の最適化,(2)シリンダー,ジャイロイド,ラメラ構造など共連続構造を含む多様な3次元構造形態の創製が可能であることへの道筋を示すに取り組んだ.最終年度は,これまでの取り組みの中でクリック反応に適したブロック共重合体として,ポリスチレン (PS)とポリメタクリル酸グリシジル(PGMA)によるPS-b-PGMA,ならびにポリスチレン (PS),ポリメチルメタクリル酸メチル(PMMA),ポリメタクリル酸グリシジル(PGMA)によるPS-b-PMMA-b-PGMAの3成分系ブロック共重合体に展開し,3次元共連続構造形態の創製と高信頼性創成技術の確立について検討実施した.クリック反応による官能基の導入量によるブロック共重合体の化学組成比(体積分率)を精密に制御することにより,新たにFdddの3次元共連続構造形態の創製に成功した.ジャイロイドとFddd間の3次元共連続構造形態の組成比も明らかにすることができ,再現性も十分にあることを実証した.以上の結果により,本研究を通して3次元共連続ナノ構造の高信頼性創成技術を確立することに成功した.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (29 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Control of microphase-separated structures by tuning the functional groups and the degree of modification for a single block copolymer2023

    • Author(s)
      Lin Zhengdan、Nabae Yuta、Hayakawa Teruaki
    • Journal Title

      Polymer Chemistry

      Volume: 14 Pages: 2045~2053

    • DOI

      10.1039/D2PY01435A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation of Thermal Response Ordered Mesostructure Polymer Particles Using Diblock Copolymers via 3D Confined Self‐Assembly2023

    • Author(s)
      Tong Liang、Nabae Yuta、Hirai Tomoyasu、Yabu Hiroshi、Hayakawa Teruaki
    • Journal Title

      Macromolecular Chemistry and Physics

      Volume: 224 Pages: 2200402(1)

    • DOI

      10.1002/macp.202200402

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis and Higher-order Structural Characterization of Polyimides Containing Chain-length-controlled Polysiloxanes2022

    • Author(s)
      Yoshida Erina、Nabae Yuta、Hayakawa Teruaki
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 35 Pages: 265~270

    • DOI

      10.2494/photopolymer.35.265

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Long-Range Ordered Lamellar Formation with Lower Molecular Weight PS-PMMA Block Copolymers: Significant Effects of Discrete Oligopeptides at the Junction2022

    • Author(s)
      Yoshimura Tomoka、Morishita Tomofumi、Agata Yoshihiro、Nagashima Kodai、Wylie Kevin、Nabae Yuta、Hayakawa Teruaki、Ouchi Makoto
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 55 Pages: 2148~2159

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.1c02569

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Chemically Tailored Block Copolymers Based on Polystyrene-b-Polymethacrylates For DSA Patterning2023

    • Author(s)
      Teruaki Hayakawa, Shinsuke Maekawa, Yuta Nabae, Takehiro Seshimo, Takahiro Dazai, Kazufumi Sato
    • Organizer
      SPIE. Advanced Lithography+Patterning Mar. 1, 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 機能分離型ポリシロキサン含有ポリイミドの合成および高次構造解析2023

    • Author(s)
      吉田絵里菜,前田颯,難波江裕太,早川 晃鏡
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] ポリ(2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート-b-スチレン-b-4-ビニルピリジン)の合成とミクロ相分離構造の形成2023

    • Author(s)
      宮森雄大,難波江裕太,早川 晃鏡
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] リビングアニオン重合によるポリスチレンおよびポリメタクリレートに基づくABC/ACBトリブロック共重合体の合成と高次構造解析2023

    • Author(s)
      上原綾太,前川伸祐,瀬下武広,太宰尚宏,佐藤和史,難波江裕太,早川晃鏡
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] 強偏析性PS-b-PMMA誘導体の誘導自己組織化による線幅10 nm以下のラインパターンの創製2023

    • Author(s)
      前川伸祐,瀬下武広,太宰尚宏,佐藤和史,難波江裕太,早川晃鏡
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
  • [Presentation] 強偏析性PS-b-PMMA誘導体の精密合成と誘導自己組織化による長距離ドメイン配列制御2022

    • Author(s)
      前川伸祐,瀬下武広,太宰尚宏,佐藤和史,難波江裕太,早川晃鏡
    • Organizer
      第71回高分子討論会
  • [Presentation] Synthesis of Chemically Tailored PS-b-PMMA Derivatives for Directed Self-Assembly2022

    • Author(s)
      Shinsuke Maekawa, Takehiro Seshimo, Takahiro Dazai, Kazufumi Sato, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      The 6th 2022 DSA Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chemically Tailored Block Copolymers For Directed Self-Assembly2022

    • Author(s)
      Teruaki Hayakawa, Shinsuke Maekawa, Yuta Nabae, Takehiro Seshimo, Takahiro Dazai, Kazufumi Sato
    • Organizer
      The 6th 2022 DSA Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Control of Higher-Order Structures of Diblock Copolymers by Modification of Side Chain Functional Groups2022

    • Author(s)
      永島功大,難波江裕太,早川晃鏡
    • Organizer
      第71回高分子年次大会
  • [Presentation] Dual Modification of a Diblock Copolymer for Structural Tuning and Cross-linking to Obtain Immobilized Perforated Lamella2022

    • Author(s)
      odai Nagashima, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      The 6th 2022 DSA Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and Higher-order Structural Characterization of Polyimides Containing Chain-length-controlled Polysiloxanes2022

    • Author(s)
      Erina Yoshida, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      The 39th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鎖長制御されたポリシロキサン含有ポリイミドの合成および高次構造解析2022

    • Author(s)
      吉田絵里菜,前田颯,難波江裕太,早川晃鏡
    • Organizer
      第71回高分子討論会
  • [Presentation] Synthesis and Higher-order Structural Characterization of Polyimides Containing Polysiloxane with Controlled Chain Lengths2022

    • Author(s)
      Erina Yoshida, Hayato Maeda, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      Polycondensation 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鎖長を制御したポリシロキサン含有ポリイミドの合成と高次構造解析2022

    • Author(s)
      吉田絵里菜,前田颯,難波江裕太,早川晃鏡
    • Organizer
      日本化学会秋季事業 第12回 CSJ化学フェスタ2022
  • [Presentation] 鎖長を制御したポリシロキサンを含むポリイミドの合成および高次構造解析2022

    • Author(s)
      吉田絵里菜,前田颯,難波江裕太,早川晃鏡
    • Organizer
      第30回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
  • [Presentation] Post-Functionalization of Block Copolymers via Click Chemistry for Controlling the Microphase-Separated Structures2022

    • Author(s)
      Zhengdan Lin, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      The 16th International Conference & Expo on UV/EV Curing in Asia (RadTech Asia 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of Side-Chain Type Block Copolymers via Click Chemistry and Control of Microphase-Separated Structural Morphology2022

    • Author(s)
      Zhengdan Lin, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      第71回高分子討論会
  • [Presentation] ブロック鎖長に分布をもたないブロック共重合型ポリイミドの創成2022

    • Author(s)
      前田颯, 難波江裕太, 早川晃鏡
    • Organizer
      第71回高分子討論会
  • [Presentation] Synthesis of Block-Copolymerized Polyimide with No Distribution of Block-Chain Lengths2022

    • Author(s)
      Hayato Maeda, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      Polycondensation 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ブロック鎖長に分布をもたない剛直・柔軟マルチブロックポリイミドの創成2022

    • Author(s)
      前田颯, 難波江裕太, 早川晃鏡
    • Organizer
      第30回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
  • [Presentation] Directed Self-Assembly (DSA) 技術の基礎と新規ブロック共重合体材料の開発2022

    • Author(s)
      早川晃鏡
    • Organizer
      新化学技術推進協会 電子情報技術部会 ナノフォトニクスエレクトロニクス交流会講演会
    • Invited
  • [Presentation] Strongly-segregating Chemically Tailored Block Copolymers For Perpendicularly Oriented and Long-range Ordered Nanostructures in Thin Films2022

    • Author(s)
      Shinsuke Maekawa, Lei Dong, Takehiro Seshimo, Takahiro Dazai, Kazufumi Sato, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      The 17th Pacific Polymer Conference (PPC17)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Strongly-segregating Chemically Tailored Block Copolymers For sub-10 nm Patterning2022

    • Author(s)
      Teruaki Hayakawa
    • Organizer
      The 16th International Conference & Expo on UV/EV Curing in Asia (RadTech Asia 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Directed Self-Assembly (DSA) 技術の基礎と高分子材料開発2022

    • Author(s)
      早川晃鏡
    • Organizer
      第52回UV/EB表面加工入門講座実践編
    • Invited
  • [Presentation] Directed Self-Assembly Materials by Strongly Segregating PS-b-PMMA Derivatives2022

    • Author(s)
      Teruaki Hayakawa, Shinsuke Maekawa, Yuta Nabae, Takehiro Seshimo, Takahiro Dazai, Kazufumi Sato
    • Organizer
      15th Japan-Belgium Symposium on Polymer Science 2022
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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