2021 Fiscal Year Annual Research Report
Direct observation of Intermolecular Interaction of polymers by low-frequency Raman spectroscopy
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20H02798
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
佐藤 春実 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (10288558)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 低波数ラマン分光法 / 分子間相互作用 / イメージング測定 / ポリマーブレンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、赤外分光法および低波数ラマン分光法を用いて、結晶性ポリマーブレンドの相分離と結晶化過程におけるモルフォロジーと分子間相互作用の可視化を行うことを目的としている。令和3年度は、ラマン分光器の装置改良を行い、まずはホモポリマーを用いて、高分子フィルムの低波数領域を含む２次元ラマンイメージング測定を試みた。
改良した低波数ラマン分光器を用いると、低波数領域と高波数領域の２次元ラマンイメージング同時測定を行うことができる。それにより、低波数領域の２次元イメージングの有用性について検討した。
高波数領域ではスペクトルの詳細な帰属が可能であるため、高分子フィルムの結晶性や結晶構造の変化を高波数領域（C=O伸縮振動領域）の2次元ラマンイメージング測定において観測することが可能である。その結果、ホモポリマーであるポリ-ε-カプロラクトン（PCL）を用いた２次元ラマンイメージング温度変化測定より、高波数領域（C=O伸縮振動領域）と低波数領域（40cm-1～80cm-1）の両方で、PCLの結晶化度の評価や結晶構造の温度変化を捉えることができることを示すことができた。
次に、低波数領域の２次元ラマンイメージングの有用性について検討した。さらに、紫外線劣化過程における２次元ラマンイメージング測定からは、高波数領域では難しかったPCLフィルムの劣化評価が、低波数領域を用いることでその劣化度合を評価するのに有用な指標を示すことができた。
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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
該当年度に実施した研究の成果について、交付申請書に記載した「研究の目的および「研究実施計画」と照らし合わせて、おおむね順調に進展していると判断した。「研究実施計画」において、装置改良により低波数ラマン分光器で2次元のイメージング測定ができるようにすることが挙げられており、その点に関して、改良した装置を用いて2次元イメージング測定を行うことに成功したことから、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。測定試料については、ポリマーブレンドの試料での測定は、結果の解釈が複雑であるため、まずはホモポリマーを用いた検証を行い、高波数領域と低波数領域が正確に測定できることを確かめた。また、高分子フィルムの紫外線劣化過程における測定から、低波数領域の2次元ラマンイメージングの有用性について示すことに成功していることから、最終目標に向けて順調に研究は進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策としては、Ｒ3年度までの研究により、低波数領域と高波数領域の２次元ラマンイメージング同時測定ができることがわかったので、Ｒ4年度では測定試料をホモポリマーからポリマーブレンド系に拡張させ、結晶化と相分離が同時に進行する結晶性高分子ポリマーブレンドの系を用いて、分子間相互作用を可視化することに試み、ポリマーブレンドの新たな分析手法の確立を目指す。さらに深さ方向分析にも発展させ、３次元低波数高波数ラマンイメージング測定に挑戦する。
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