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2013 Fiscal Year Annual Research Report

親媒質性イオンの創製と機能性高分子電解質への応用

Research Project

Project/Area Number 23350048
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

佐田 和己  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80225911)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywordsイオン対 / 高分子電解質 / 刺激応答性高分子 / ラジカル重合 / 両親媒性分子 / 静電斥力 / テトラフェニルボレート / 高分子ブラシ
Research Abstract

電荷中心が嵩高く疎水的な置換基で覆われた親媒質性電解質は極性の低い環境下においてもイオン対が解離し、同符号のイオン間静電反発が利用できるため、新しい機能性材料への展開が注目されている。今年度はまず、親媒質性電解質をもつ高分子ブラシの合成に挑戦した。重合開始剤を固定化したシリコン基板から親媒質性電解質を有するアクリレートモノマーとオクタデシルアクリレートを表面開始原子移動ラジカル重合法により親媒質性電解質をもつ高分子ブラシを作製した。イオン対が解離可能なTHF、1,2-ジクロロエタン、および解離しないトルエンでは、媒質の誘電率が高くなりイオン対の解離度が上昇するに従い、乾燥状態でのひだ状構造が長くなることが観察された。この変化はイオン対が含まれない高分子ブラシでは見られなかったことから、高分子鎖中に含まれる親媒質性電解質が溶液中で解離することによるイオン間に働く強い静電反発により高分子鎖が伸長したためであり、低極性媒質中で機能する高分子電解質ブラシの作製に成功した。次に親媒質性電解質を疎水部とし、親水性が高く非イオン性の親水性部位を結合することで、イオン対を疎水部とする逆両親媒性分子の分子デザインについて検討した。具体的には、テトラアリールホスホニウム誘導体を開始剤として2-メチル-2-オキサゾリンを重合し、非イオン性の親水性ポリマーであるポリオキサゾリンを親水部とする両親媒性分子を合成した。また親媒質性電解質に糖を親水部として導入した。これらの水や疎水性の高い溶媒中での分子会合挙動を検討したところ、ベシクルやミセルが形成されることが明らかになった。これはイオン対を疎水部とする全く新しい”逆両親媒性分子”である。さらに難容性物質として、疎水性の高いアミノ酸残基からなるオリゴペプチドへの親媒質性電解質の導入を検討した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (31 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (29 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Stable and Functional Gold Nanorod Composites with a Metal-Organic Framework Crystalline Shell2013

    • Author(s)
      Sugikawa, Kouta; Nagata, Shunjiro; Furukawa, Yuki; Kokado, Kenta; Sada, Kazuki
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 25 Pages: 2565-2570

    • DOI

      10.1021/cm302735b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reactive & Functional Polymers2013

    • Author(s)
      Iseda, Kazuya; Kokado, Kenta; Sada, Kazuki
    • Journal Title

      Design and function of smart polymer gels based on ion recognition

      Volume: 73 Pages: 951-957

    • DOI

      10.1016/j.reactfunctpolym.2013.02.009

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 親油性電解質を用いたソフトマテリアルの開発2014

    • Author(s)
      佐田和己
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      20140528-20140530
    • Invited
  • [Presentation] Phase Separaton of Urea-Modified Polymer Induced by Thermal Stimulus and Chemical Reaction2013

    • Author(s)
      Shogo Amemori, Yoshimi Hamano, Kenta Kokado and Kazuki Sada
    • Organizer
      The 9th Nanjing-Hokkaido-NIMS/MANA Joint Symposium “Cutting Edge Chemistry”
    • Place of Presentation
      Nanjing University (Nanjing,China)
    • Year and Date
      20131011-20131013
    • Invited
  • [Presentation] Preparation and Surface Morphology Variations of Lipophilic Polyelectrolyte Brush Extending in Non-Polar Media2013

    • Author(s)
      Taihei Yamada, Kenta Kokado and Kazuki Sada
    • Organizer
      The 9th Nanjing-Hokkaido-NIMS/MANA Joint Symposium “Cutting Edge Chemistry”
    • Place of Presentation
      Nanjing University (Nanjing, China)
    • Year and Date
      20131011-20131013
  • [Presentation] 親油性イオンを導入したポリペプチドの合成2013

    • Author(s)
      南部貴則・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      28th Summer University in Hokkaido /2013年北海道高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      札幌市アイヌ文化センター(札幌市)
    • Year and Date
      20130830-20130831
  • [Presentation] 非水系媒質中で機能する刺激応答性高分子の創製ならびに配位高分子の架橋を利用した結晶重合系の開発

    • Author(s)
      佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
    • Invited
  • [Presentation] Supramolecular Design of Thermo-Sensitive Polymers

    • Author(s)
      Shogo Amemori, Kenta Kokado and Kazuki Sada
    • Organizer
      New Trends of Nano- or Bio-materials Design in Supramolecular Chemistry (NNBS2013)
    • Place of Presentation
      Kyushu University (Fukuoka)
    • Invited
  • [Presentation] Supramolecular Design of Thermosensitive Phase Transition of Polymer Solution

    • Author(s)
      Shogo Amemori, Yoshimi Hamano, Kenta Kokado and Kazuki Sada
    • Organizer
      2013 SNU-HU Chemistry Symposium on The Present Chemistry at SNU and HU
    • Place of Presentation
      Seoul National University (Seoul, Korea)
    • Invited
  • [Presentation] 官能基変換反応に共役した高分子溶液の相分離

    • Author(s)
      濱野芳美・雨森翔悟・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第10回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      和歌山大学栄谷キャンパス(和歌山市)
  • [Presentation] シクロデキストリンによるマイクロサイズ立方体ゲル粒子の機能性部位修飾

    • Author(s)
      古川雄基・石渡拓己・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都市)
  • [Presentation] AIE分子を架橋剤に用いたエラストマーの外部刺激による発光制御

    • Author(s)
      谷口諒輔・山田泰平・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都市)
  • [Presentation] 親油性電解質を導入したポリペプチドの合成

    • Author(s)
      南部貴則・中村香澄・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      北海道支部2013年夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      北見工大(北見市)
  • [Presentation] アニオンレセプターによる塩化アルキルアンモニウムのイオンペアーからフリーイオンへのスイッチン低分子の分子認識を利用した温度応答性ゲルの分子設計

    • Author(s)
      伊勢田一也・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第22回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都豊島区)
  • [Presentation] Metal-Organic Frameworkを鋳型として形状制御した高分子ゲルの作製

    • Author(s)
      石渡拓己・古川雄基・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回(2013年)高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
  • [Presentation] 低極性有機溶媒中で伸長する親油性高分子電解質ブラシのモルフォロジー変化

    • Author(s)
      山田泰平・檜垣勇次・高原淳・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回(2013年)高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
  • [Presentation] AIE分子で架橋されたネットワークポリマーの刺激応答発光特性

    • Author(s)
      谷口諒輔・山田泰平・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回(2013年)高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
  • [Presentation] 低分子の分子認識を利用した温度応答性ゲルの分子設計

    • Author(s)
      雨森翔悟・ガリブデシハメド・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回(2013年)高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
  • [Presentation] 化学変換反応を利用した高分子溶液の相分離挙動の制御

    • Author(s)
      濱野芳美・雨森翔悟・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回(2013年)高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
  • [Presentation] 液体金属を利用したMetal in Oil及びMetal in Waterエマルションの作製

    • Author(s)
      須藤慎也・岡千尋・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第62回(2013年)高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢市)
  • [Presentation] ゲルの架橋点に導入したAIE分子の発光特性

    • Author(s)
      谷口諒輔・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      第25回高分子ゲル研究討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
  • [Presentation] ネットワークポリマーに導入したAIE分子の発光特性とポリマー鎖の効果

    • Author(s)
      谷口諒輔・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] 液体金属ナノ粒子のモルフォルジー制御

    • Author(s)
      須藤慎也・岡千尋・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] 疎水部に親油性イオン対を有する両親媒性分子の合成

    • Author(s)
      山田泰平・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] 卑金属表面での金属交換反応を利用した金の樹状ナノ構造体の作製

    • Author(s)
      岡千尋・須藤慎也・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] 親油性電解質を導入したオリゴペプチドの合成と有機溶媒への可溶化

    • Author(s)
      南部貴則・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] Metal-Organic Frameworkの結晶構造を利用した特殊構造高分子ゲルの合成

    • Author(s)
      石渡拓己・小門憲太・Ferlay-Charitat Sylvie・Mir Wais Hosseini・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] 多点型アクセプター分子とピレン部位を有する高分子による特異な温度応答性の発現

    • Author(s)
      雨森翔悟・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] 低分子の化学反応によって誘起される高分子溶液の相分離

    • Author(s)
      濱野芳美・雨森翔悟・小門憲太・佐田和己
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
  • [Presentation] Preparation of and Surface Morphology of Lipophilic Polyelectrolyte Brush

    • Author(s)
      Taihei Yamada, Kenta Kokado and Kazuki Sada
    • Organizer
      International Symposium on Advanced Soft Materials
    • Place of Presentation
      Hokkaido University (Sapporo)
  • [Presentation] Surface Morphology Variations of Polyelectrolyte Brush tethering Lipophilic Ion Pairs

    • Author(s)
      Taihei Yamada, Kenta Kokado and Kazuki Sada
    • Organizer
      1st International Symposium on “Ambitious Leader’s Program for Fostering Future Leaders to Open New Frontiers in Material Science”
    • Place of Presentation
      Hokkaido University (Sapporo)

URL: 

Published: 2015-05-28  

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