2014 Fiscal Year Annual Research Report
高分子の水和と構造転移のダイナミクスに関する基礎的研究
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25288099
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
前田 寧 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60242484)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子分光 / 一分子計測 / ナノ材料 / 応答性高分子 / 高分子溶液 / 高分子構造・物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）ラマン分光装置の試作 走査プローブ顕微鏡（島津製作所）、正立型光学顕微鏡（オリンパス）と冷却CCD検出器（アンドール）をベースにして、一分子レベルのスペクトルの測定が可能な感度とナノメートルサイズの空間分解能を併せ持つ探針増強ラマン分光装置の試作を引き続き行った。プローブ顕微鏡のピエゾステージで試料を走査して、250倍対物レンズでラマン光を集光することでサブミクロンの空間分解能でラマンスペクトルのマッピング測定を行うことが可能になった。さらに、電解研磨した銀探針を用いることで探針増強ラマンスペクトルの測定にも成功した。また、別途、試料を走査することなく短時間でC-H伸縮バンドなどの特定のラマンバンドの強度分布によるラマン散乱イメージを観測することができる装置をライカ社製の正立型顕微鏡をベースにしてバンドパスフィルターと冷却CCDカメラを用いて試作した。
（２）ST-IRの試作と相転移ダイナミクスの解析 ダイヤモンドプリズムを使う全反射吸収（ATR）測定装置とストップトフロー装置を組み合わせて中赤外の領域の測定が可能なセルを試作した。温度応答性ミクロゲル分散液にNaCl水溶液やアルコール水溶液を混合して相転移を誘起して、ν(C-H)、アミド、エステル、エーテルバンドの変化を解析した。
（３）相転移に対する圧力の効果の解析 高圧セル中で温度応答性の相転移現象を測定して圧力-温度相図を作成し、ギブズエネルギー式を用いて解析して体積、エントロピー、圧縮率、膨張率、定圧熱容量の変化を求めた。アルコール添加に伴うこれらの熱力学パラメータの変化を明らかにした。
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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
計画に近い内容で研究を進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
（1） 位置特異的同位体ラベルブロック共重合体の水和と高次構造形成の解析 特定の原子を重水素や13Cで同位体ラベルしたモノマーを用いてリビング重合法で位置特異的同位体ラベルブロック共重合体を合成し、鎖上の位置と水和との関係を解析する。特に、異なる温度で脱水和が起こる二重温度応答性ブロック共重合体のミセル化とそれに続くゲル化などの高次構造形成の過程において、高分子鎖上の位置により脱水和の過程がどのように異なるかを明らかにする。また、その過程のMDシミュレーションを行う。
（2） 位置特異的同位体ラベル高分子の単一分子計測 AFM-Ramanを用いて位置特異的同位体ラベル高分子および位置特異的同位体ラベルブロック共重合体の単一高分子のラマンスペクトルを測定し、単一分子の位置特異的な水和を解析する。
(3) まとめ 振動分光法による静的、動的測定と分子シミュレーションにより得られた結果を統合して、高分子の水和と構造転移について統合的に説明するモデルと理論式を提案する。すなわち、ここまでの研究で実験的に存在が確認された相互作用をもとにしたパラメータおよびその温度依存性を基礎にして、さまざまな構造の温度応答性高分子の相図や混合溶媒中での挙動を統一的に説明することができる理論式の構築を試みる。
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Research Products
(7 results)
