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2021 Fiscal Year Annual Research Report

高分子孤立鎖の結晶化過程in-situ AFM観察

Research Project

Project/Area Number 21H01993
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

熊木 治郎  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (00500290)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords高分子構造・物性 / Langmuir-Blodgett film / 結晶化挙動 / 折りたたみ鎖結晶 / 高分子孤立鎖 / 原子間力顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

我々は、isotactic poly(methyl methacrylate)(it-PMMA)水面展開単分子膜を非晶状態でマイカに1層積層後、高湿度下で原子間力顕微鏡(AFM)でin situ観察することにより、2次元折りたたみ鎖結晶が結晶化する様子を分子鎖レベルで観察できることを報告している。本研究では、高分子量it-PMMAを低分子量のため結晶化できないit-oligo(MMA)に極く少量、孤立鎖状態で可溶化させた混合単分子膜を用いて、it-PMMA鎖が孤立鎖状態から結晶化する挙動をAFM観察することを目的にしている。
初年度は、it-PMMAを孤立鎖状態で可溶化させた混合単分子膜を積層し、高湿度下で果たして結晶化できるか、条件検討を行った。その結果、表面圧5mN/mで非晶膜をマイカに積層し、相対湿度90%以上の条件で、it-PMMAが孤立鎖状態から結晶化し、その様子を分子鎖レベルでin-situ AFM観察できることを見出した。研究の目途が立ったことから、次年度以降、詳細に孤立鎖の結晶化挙動の観察を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

it-PMMAを孤立鎖状態でit-oligo(MMA)単分子膜に可溶化させた混合単分子膜をマイカに積層し、高湿度下でit-PMMAが孤立鎖状態から結晶化し、その様子を分子鎖レベルでin-situ AFM観察できる条件を確立し、研究の目途が立った。

Strategy for Future Research Activity

主として分子量76万のit-PMMAを用いて、孤立鎖状態からの結晶化挙動のAFM観察を進める。結晶化が分子鎖のどの位置から始まるのか、結晶化がどのように進行するかを明らかにする。また、結晶化挙動をstem(結晶内分子鎖)レベルで高倍観察することにも挑戦する。

  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Chain Movements of a Molecularly Flat PMMA Substrate Surface Prepared by Thermal Imprinting with Mica and Isolated PMMA Chains Deposited on the PMMA Substrate Observed by AFM around the Bulk Tg2022

    • Author(s)
      Jin Ohkawa, Jiro Kumaki
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 54 Pages: 281-292

    • DOI

      10.1038/s41428-021-00600-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solubilization of Poly(styrene)(PS)-b-Poly(methyl methacrylate)(PMMA)-b-PS in Poly(n-nonyl acrylate) and PMMA Monolayers as Isolated Chains with Both PS Blocks Forming Separated SingleBlock Particles2022

    • Author(s)
      Fumiki Honma, Jiro Kumaki
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 54 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41428-022-00614-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal Stabilities of a Molecularly Stepped PMMA Substrate Prepared by Thermal Nanoimprinting and Isolated PMMA Chains Deposited on It Evaluated by High-Temperature Atomic Force Microscopy2021

    • Author(s)
      Ryota Umetsu, Jiro Kumaki
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 53 Pages: 1111-1121

    • DOI

      10.1038/s41428-021-00508-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Combing of Various Poly(n-alkyl acrylate) Chains on Mica by the Dipping Method2021

    • Author(s)
      Akihiro Ohmatsuzawa, Moriya Kikuchi, Seigou Kawaguchi, Jiro Kumaki
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 37 Pages: 7556-7564

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.1c01054

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] AFM Observation of Polymer Structures at the Molecular Level2022

    • Author(s)
      Jiro Kumaki
    • Organizer
      The Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2022 (JTBPS2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 単分子膜中におけるit-PMMA折りたたみ鎖結晶の結晶化過程高分解能in-situ AFM観察2021

    • Author(s)
      小野裕貴、熊木治郎
    • Organizer
      第70回高分子学会年次大会
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡による高分子の高倍観察2021

    • Author(s)
      熊木治郎
    • Organizer
      光ナノサイエンス特別講義(奈良先端科学技術大学院大学)
    • Invited
  • [Presentation] 星型ポリ乳酸の分子鎖方向を識別した結晶化挙動2021

    • Author(s)
      山﨑翔太、原田真帆子、羽場修、福島和樹、熊木治郎
    • Organizer
      第70回高分子討論会
  • [Presentation] ポリ乳酸伸び切り鎖結晶の結晶化過程in-situ AFM観察2021

    • Author(s)
      大友和也、熊木治郎
    • Organizer
      第70回高分子討論会
  • [Presentation] it-PMMA孤立鎖の結晶化挙動観察2021

    • Author(s)
      高橋佑朔、熊木治郎
    • Organizer
      第70回高分子討論会
  • [Presentation] 星型ポリ乳酸の分子鎖方向を識別した結晶化挙動2021

    • Author(s)
      山﨑翔太、原田真帆子、羽場修、福島和樹、熊木治郎
    • Organizer
      2021高分子学会東北支部研究発表会
  • [Presentation] In Situ Real-Time Observations of isotactic Poly(methyl methacrylate)(it-PMMA) Crystallization in Langmuir Monolayers by AFM2021

    • Author(s)
      Jiro Kumaki
    • Organizer
      Sakura Science
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 山形大学熊木研究室

    • URL

      https://kumaki-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html

  • [Remarks] 山形大学教員情報

    • URL

      https://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/html/100000173_ja.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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