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2014 Fiscal Year Annual Research Report

分子集合体中における高分子トポロジー効果の研究

Research Project

Project/Area Number 26288099
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

山本 拓矢  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (30525986)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords高分子機能材料
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、環状の高分子から形成する分子集合体の特性が、対応する直鎖状高分子集合体の特性より大きく異なることを利用し、高分子のトポロジー変換(環状から直鎖状への切り替え)という新奇コンセプトに基づいた刺激応答性機能材料の開発を目指すものである。
これまでに申請者は、環状高分子から成るミセルが、対応する直鎖状高分子ミセルよりも構造安定性が遙かに優れていることを見出した。この現象は、同一の化学組成や分子量およびセグメント比にも関わらず、高分子の『かたち』(トポロジー)が自己組織化を介して材料特性に顕著に反映されることを示した初めての例である。本提案ではこの発見を発展させ、分子集合体を形成している環状高分子を開裂することで、トポロジーを直鎖へと変換を行った。これによって、その分子集合体の特性を大きく改変し、刺激応答性材料となった。これは、高分子自体の化学構造や分子量を変えることなく『かたち』のみの転換で、高分子鎖1本につき、僅か1個所の化学反応によって材料の特性を大幅に変更するという革新的な方略である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

環状ポリ乳酸の開裂により、ステレオコンプレックス形成が阻害されやすい環状から形成が促進される直鎖状へのトポロジー変換を行い、結晶厚を変化させることで材料特性の制御を試みた。つまり、ステレオコンプレックスの形成と高分子トポロジーを複合し、環の開裂によって簡便に物性を変更できる新奇樹脂の開発を行った。さらに、環状から直鎖状への切り替えによるネットワーク構造の構築の予備実験を行った。
これらの研究段階は、予定通り進行している。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度に実施した予備実験の結果を受けて、環状から直鎖状への切り替えによるネットワーク構造の構築を活かしたゾル-ゲル相転移材料を開発する。つまり、開裂性部位を導入した環状高分子を合成し、開裂前の環状の状態では、濃厚のミセル溶液(ゾル)であるが、開裂後はゲル化するというスキームにより相転移挙動の制御を行う。
また、環状高分子中に開裂性部位を導入し、ゲスト分子を包摂した開裂性の環状高分子ゲルを、熱・電磁波・超音波などによって直鎖高分子ゲルに変換することで、ゲストのコントロールドリリースを目指す。

Causes of Carryover

平成26年度に予定されていた研究内容の一部を、平成27年度も引き続き行うためである。

Expenditure Plan for Carryover Budget

当該実験の消耗品等に充てる予定である。

  • Research Products

    (31 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] A study on emulsion stabilization induced with linear and cyclized polystyrene-poly(ethylene oxide) block copolymer surfactants2015

    • Author(s)
      Eisuke Baba, Toshiaki Yatsunami, Takuya Yamamoto and Yasuyuki Tezuka
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 47 Pages: in press

    • DOI

      10.1038/pj.2015.5

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photoinduced Topological Transformation of Cyclized Polylactides for Switching the Properties of Homocrystals and Stereocomplexes2015

    • Author(s)
      Naoto Sugai, Shigeo Asai, Yasuyuki Tezuka and Takuya Yamamoto
    • Journal Title

      Polym. Chem.

      Volume: 6 Pages: in press

    • DOI

      10.1039/c5py00158g

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Constructing a Macromolecular K3,3 Graph through Electrostatic Self- Assembly and Covalent Fixation with a Dendritic Polymer Precursor2014

    • Author(s)
      Takuya Suzuki, Takuya Yamamoto, and Yasuyuki Tezuka
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 136 Pages: 10148-10155

    • DOI

      10.1021/ja504891x

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] SN2 regioselectivity in the esterification of 5- and 7-membered azacycloalkane quaternary salts: a DFT study to reveal the transition state ring conformation prevailing over the ground state ring strain2014

    • Author(s)
      Akihiro Kimura, Susumu Kawauchi, Takuya Yamamoto and Yasuyuki Tezuka
    • Journal Title

      Org. Biomol. Chem.

      Volume: 12 Pages: 6717-6724

    • DOI

      10.1039/c4ob00695j

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Construction of Double-Eight and Double-Trefoil Polymer Topologies with Core-Clickable kyklo-Telechelic Precursors2014

    • Author(s)
      Yoichiro Tomikawa, Hiroto Fukata, Yee Song Ko, Takuya Yamamoto, and Yasuyuki Tezuka
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 47 Pages: 8214-8223

    • DOI

      10.1021/ma501751r

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 環状両親媒性ブロック共重合体が形成するミセルの構造と機能2014

    • Author(s)
      山本 拓矢
    • Journal Title

      C & I Commun.

      Volume: 39 Pages: 12-14

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Synthesis and Self-Assembly of Cyclic Polymers toward the Amplification of Topology Effects2014

    • Author(s)
      Takuya Yamamoto
    • Organizer
      TJBPS2014
    • Place of Presentation
      National Cheng Kung University
    • Year and Date
      2014-11-21
    • Invited
  • [Presentation] 環状ポリ乳酸を利用した機能材料の開発2014

    • Author(s)
      山本 拓矢
    • Organizer
      第15回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2014-10-27
    • Invited
  • [Presentation] 環状両親媒性ブロック共重合体が形成するベシクルのトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      馬場英輔、八ツ波俊明、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] ペリレンジイミドを対イオンに有する環状及び直鎖状ポリアクリル酸塩の合成および自己組織化におけるトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      木村彰宏、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] 光開裂性環状ポリ乳酸ブロック共重合体を利用したステレオコンプレックス形成によるゲル化制御2014

    • Author(s)
      山本拓矢、井上航太郎、菅井直人、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] 環状ブロック共重合体界面活性剤のトポロジー効果によるエマルション安定化2014

    • Author(s)
      馬場英輔、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] クリック法とESA-CF法を利用した等周期3官能性環状PTHFの合成2014

    • Author(s)
      和田はるな、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] 光開裂部位を持つ環状ポリ乳酸のステレオコンプレックス形成と応用2014

    • Author(s)
      山本拓矢、菅井直人、井上航太郎、浅井茂雄、手塚育志
    • Organizer
      第60回高分子研究発表会(神戸)
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-25
  • [Presentation] 光開裂性環状ポリ乳酸を利用したステレオコンプレックスの形成制御2014

    • Author(s)
      山本拓矢、菅井直人、井上航太郎、浅井茂雄、手塚育志
    • Organizer
      平成26年度繊維学会年次大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [Presentation] 完全共役構造を有する環状P3HTの合成検討2014

    • Author(s)
      佐藤正道、石川和孝、亀田直弘、増田光俊、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      平成26年度繊維学会年次大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [Presentation] SpiroおよびBridged構造を合わせ持つ多環状高分子トポロジーの構築2014

    • Author(s)
      富川洋一郎、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      平成26年度繊維学会年次大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [Presentation] 環状および直鎖状ポリ乳酸の分解反応によるトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      金子和輝、菅井直人、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      平成26年度繊維学会年次大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [Presentation] 環状トポロジーを利用した高分子機能材料の開発2014

    • Author(s)
      山本 拓矢
    • Organizer
      ISCセミナー
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所
    • Year and Date
      2014-06-09
    • Invited
  • [Presentation] 1H NMR緩和時間測定に基づく環状および直鎖状両親媒性ブロック共重合体のミセル崩壊挙動に対するトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      和田はるな、黒木重樹、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 等温滴定型熱量測定による環状両親媒性高分子のミセル形成およびゲスト包摂能の評価2014

    • Author(s)
      増田侑季、Evgeniya Korchagina、Francoise M. Winnik、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 環状ポリ乳酸の光開裂に基づく環-鎖トポロジー変換によって誘起される固体構造・物性のDSCおよびX線構造解析による評価2014

    • Author(s)
      菅井直人、浅井茂雄、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 光開裂性環状PLA-PEOブロック共重合体の合成および環-鎖トポロジー変換に基づくゲル形成の制御2014

    • Author(s)
      井上航太郎、菅井直人、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 水素結合および静電相互作用の協奏的自己組織化に基づく単一サイズ高分子ノットの合成2014

    • Author(s)
      塩崎七央、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 環状および直鎖状両親媒性PS-PEOブロック共重合体の自己組織化によるベシクル形成とその特性に対するトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      馬場英輔、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] ESA-CF法によるペリレンジイミド修飾環状高分子の合成プロセスの開発および光学特性の検討2014

    • Author(s)
      木村彰宏、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 両末端にクマリニル基を有するpoly(ethylene oxide)のミセル状態での光環化反応を利用した環状-直鎖状高分子トポロジーの可逆的変換2014

    • Author(s)
      柳生左京、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 環状および直鎖状ポリ乳酸の分解反応によるトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      金子和輝、菅井直人、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 完全共役構造を持つ環状ポリチオフェンの合成プロセスの開発2014

    • Author(s)
      佐藤正道、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 環状および直鎖状poly(THF)の温度波熱分析に基づく熱拡散率に対するトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      野口仁志、森川淳子、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] 環状および直鎖状高分子に対する超音波照射によるメカノケミカルトポロジー効果の検討2014

    • Author(s)
      中島健一郎、山本拓矢、手塚育志
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30

URL: 

Published: 2016-06-01  

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