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2015 Fiscal Year Annual Research Report

環状シロキサンを元素ブロックとしたハイブリッドネットワークポリマー薄膜の構築

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 15H00719
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

三ツ石 方也  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70333903)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords環状シロキサン / 元素ブロック / ヒドロシリル化反応 / ハイブリッド
Outline of Annual Research Achievements

4官能性環状シロキサンを元素ブロックとして2官能性モノマーとのヒドロシリル化反応により、溶媒可溶なポリマーの合成に成功している。環状シロキサンの特徴である多官能性を利用して、環状シロキサンモノマーに残っている未反応の機能団による機能化が可能である。今年度はカテコール基を未反応部位に導入することを検討した。前駆体であるオイゲノールとポリマーとの反応性を調べたところ、未反応の機能団のうち、ほぼ90%という高い割合で機能化が可能であることが明らかとなった。9-ビニルアントラセンの場合、6%とという低い置換率が得られた結果と比較すると反応性が著しく向上しており、アリル基というメチレンスペーサーが備わった機能団により反応効率がよくなったのではないかと考察している。得られたポリマーを酸処理することで保護基をはずし、カテコール含有環状シロキサンポリマーを得ることに成功した。得られたポリマーは粘着性のポリマーであり、ガラス基板や金属表面、さらには汎用ポリマー表面への均一コーティングが可能であることをディップ法により確認した。原子間力顕微鏡により膜厚を調べたところ、約40 nmと求められた。このポリマー薄膜を銀ナノ粒子水溶液中に浸漬すると、銀ナノ粒子が均一に吸着した表面を得ることができた。銀ナノ粒子水溶液の濃度を調整することで、銀ナノ粒子の表面数密度を制御できることを走査型電子顕微鏡により確認できた。得られた銀ナノ粒子配列を利用して非常に高い表面増強ラマン散乱を得ることに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初計画した環状シロキサンポリマーの高分子反応性について一定の評価を行うことができた。銀ナノ粒子吸着など機能性環状シロキサンポリマーとしての可能性を示すことができた。

Strategy for Future Research Activity

最終年度となる今年度は、環状シロキサンポリマーの機能化に関し、ヒドロシリル化反応以外についても検討が行えればと考えている。また、表面増強ラマン散乱に有効であることを示すことができており、光学材料という観点で環状シロキサンポリマー薄膜やコーティングを評価する予定である。さらに班間・班内共同研究を推進する。

  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Highly Oriented Poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) Ultrathin Films with Improved Ferroelectricity2016

    • Author(s)
      Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita, and Masaya Mitsuishi
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 6 Pages: 32007-32012

    • DOI

      10.1039/C6RA03785B

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Multimodal underwater adsorption of oxide nanoparticles on catechol-based polymer nanosheets2016

    • Author(s)
      Shunsuke Yamamoto, Shun Uchiyama, Tokuji Miyashita, and Masaya Mitsuishi
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 8 Pages: 5912-5919

    • DOI

      10.1039/C5NR08739B

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy study of poly(vinylidene fluoride)/poly(Ndodecylacrylamide) Langmuir–Blodgett nanofilms2016

    • Author(s)
      Huie Zhu, Yu Gao, Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita, and Masaya Mitsuishi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Pages: 03DD01

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.03DD11

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Asymmetric Ferroelectric Switching Based on an Al/PVDF Langmuir-Blodgett Nanofilm/PEDOT:PSS/Al Device2015

    • Author(s)
      Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita, and Masaya Mitsuishi
    • Journal Title

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      Volume: 618(1) Pages: 89-94

    • DOI

      10.1080/15421406.2015.1075821

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Self-assembly of Amphiphilic POSS Anchoring a Short Organic Tail with Uniform Structure2015

    • Author(s)
      Misaki Takeda, Keita Kuroiwa, Masaya Mitsuishi, and Jun Matsui
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 44(11) Pages: 1560-1562

    • DOI

      10.1246/cl.150680

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High Proton Conductivity in the Molecular Interlayer of a Polymer Nanosheet Multilayer Film2015

    • Author(s)
      Takuma Sato, Yuta Hayasaka, Masaya Mitsuishi, Tokuji Miyashita, Shusaku Nagano, and Jun Matsui
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 31(18) Pages: 5174-5180

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b00036

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Non-Volatile Memories Fabricated with Organic Hybrid Nanofilms2016

    • Author(s)
      Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita and Masaya Mitsuishi
    • Organizer
      Focus on Microscopy
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-03-20 – 2016-03-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 交互吸着法による高分子ナノシート上への金属有機構造体の構築2016

    • Author(s)
      大原浩明、山本俊介、小野寺恒信、笠井均、及川英俊、宮下徳治、三ツ石方也
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東工大(目黒区)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Facile Catechol-based Composite Thin Film Coating: An Effectibe SERS Sensor2016

    • Author(s)
      Yida Liu, Ali Demirci, Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto,Jingguang Cai, Akira Watanabe, Tokuji Miyashita and Masaya Mitsuishi
    • Organizer
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry & Functional Materials 2016
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo (Bunkyo-ku)
    • Year and Date
      2016-01-13 – 2016-01-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hybrid network polymer films of multifunctional cyclosiloxane building blocks2015

    • Author(s)
      Masaya Mitsuishi, Ali Demirci, Yida Liu, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Silsesquioxane Nanosheet Assembly for Ultrathin SiO2 Film Formation2015

    • Author(s)
      Masaya Mitsuishi, Takahisa Kitanaka, Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita
    • Organizer
      IUPAC 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama (Yokohama)
    • Year and Date
      2015-10-18 – 2015-10-22
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Presentation Title: Ferroelectric Poly(vinylidene fluoride) Langmuir-Blodgett Nanofilms for Nanoelectronic Device Applications2015

    • Author(s)
      Masaya Mitsuishi, Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, and Tokuji Miyashita
    • Organizer
      2015 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Preparation and Luminescence Properties of Hybrid Polymer Films Based on Multifunctional Cyclosiloxanes2015

    • Author(s)
      Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita, and Masaya Mitsuishi
    • Organizer
      The 11th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (KJFP2015)
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2015-06-26 – 2015-06-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 環状シロキサンを用いたハイブリッド高分子薄膜の構築2015

    • Author(s)
      三ツ石方也
    • Organizer
      高分子・ハイブリッド材料研究センター2015PHyMシンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大(仙台)
    • Year and Date
      2015-06-17
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 元素ブロック高分子―有機・無機ハイブリッド材料の新概念―, 弟6章 環状・カゴ状元素ブロック 5. 環状シロキサンを用いた有機・無機ハイブリッド材料2015

    • Author(s)
      三ツ石方也, Ali Demirci, 山本 俊介, 宮下 徳治
    • Total Pages
      207-216
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Remarks] 東北大学多元物質科学研究所 高分子ハイブリッドナノ材料研究分野

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mitsuishi/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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