2012 Fiscal Year Annual Research Report
非平衡液体界面における階層的分子鎖熱運動特性と機能化への展開
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24350061
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
田中 敬二 九州大学, 工学研究院, 教授 (20325509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松野 寿生 九州大学, 工学研究院, 准教授 (50376696)
平井 智康 九州大学, 工学研究院, 特任助教 (60585917)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 液体界面 / 高分子 / 凝集構造 / 分子運動 / 界面分光 |
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| Research Abstract |
高分子をグリーン・ライフイノベーションに資する機能性材料として用いる場合、その表面は液相や固相等、異種相と接触する。このため、異種相界面における構造と物性を正確に理解し制御することは、学術的にはもちろん、表面機能性材料を設計するうえでも重要である。本年度は、代表的な疎水性高分子であるポリスチレン(PS)の膜最外層における局所コンフォメーションを評価することで、高分子表面構造における環境応答性の普遍性について検討することを目的とした。試料として、数平均分子量(Mn)=290kの単分散PSを用いた。PSのガラス転移温度(Tg)は373Kであった。PS膜はトルエン溶液から石英プリズム上にスピンコート法で調製し、真空下、(Tg+20)K以上で24h熱処理を施した。空気および水との界面におけるPSの局所コンフォメーションを和周波発生(SFG)分光測定に基づき評価した。空気界面ではメチン基のCH伸縮振動およびフェニル基の振動由来のピークが観測された。したがって、空気界面においてPSは側鎖を配向させたコンフォメーションをとっているといえる。一方、水界面におけるPSのSFGスペクトルは空気界面の場合と異なっていた。水界面では、空気界面において観測されなかったメチレン基のCH伸縮振動およびメチル基のCH伸縮振動由来のピークが観測された。この結果は、PS膜でさえも水と接触することで表面の凝集状態が変化することを示している。フェニル基は芳香環のπ電子を介して水酸基と相互作用することが知られている。したがって、水界面でフェニル基が自由エネルギーを低下させるコンフォメーションをとれば上述の結果は説明できる。しかしながら、ここで観測されたコンフォメーション変化を達成するためには、ローカルモードだけでなく、比較的大きなスケールの分子運動が必要となる。液相界面における高分子の局所コンフォメーション変化と分子運動特性の関係はH25年度の課題である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
液体界面における高分子の凝集状態を分子レベルで明らかにしつつある。その成果は、10報の原著論文の報告に至っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書記載のように推進する予定である。研究分担者の平井智康特任助教が転出したが、織田ゆか里特任助教が着任したため、体制に影響はない。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
申請書記載のように使用する予定である。
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