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Synthesis of polymer gel with precisely predictable network

Research Project

Project/Area Number 19K23619
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0501:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, polymers, organic materials, biomolecular chemistry, and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Anan Shizuka  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (40850136)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords高分子ネットワーク / 高分子ゲル / 精密重合 / パーコレーション / 金属-有機構造体 / 固相重合 / 事後修飾反応 / モンテカルロシミュレーション / 結晶成分結合法 / 三次元高分子ネットワーク / 金属-有機構造体 / 多孔性結晶 / ソフトマテリアル / 逐次重合 / 金属―有機構造体
Outline of Research at the Start

高分子ゲル中の高分子ネットワーク構造は力学特性などに大きく影響するが、その制御は困難である。本研究では、無限周期構造を有する結晶中に、結晶の構成成分としてモノマーと架橋剤を固定したまま重合することで、設計通りの三次元高分子ネットワーク構造を合成する手法の開発を目指す。規則的に配列したモノマーと架橋剤を重合すれば、生成する網目構造はボンドパーコレーションにより高い精度で予測可能になると期待される。さらに、様々な構造の結晶や超分子集合体中に固定したモノマーと架橋剤の重合により、多様な構造の高分子ネットワークを作製し、その構造と物性の相関を調べる。

Outline of Final Research Achievements

Control of polymer network structure is still challenging because of its complesity and randomness. Precise polymerization of polymer network will enable us to synthesize polymer network with high physical properties and new functionalities. In the present work, we performed crystal component linking, copolymerization of immobilized and mobile monomers in metal-organic frameworks, to control the polymer network structure. The gelation point, network structure was successfully predicted by using percolation simulation with restricted valence.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの高分子化学の発展により、直鎖状高分子の重合度を精密に制御する精密重合は発達してきた。しかし、架橋点間分子量、有効架橋点の割合、分岐鎖構造、ループ構造など複雑な構造を有する高分子ネットワークの制御は未だ達成されていない。精密に設計通りに高分子ネットワークを合成できれば、高い力学特性や高機能性を有する高分子ゲルの開発が可能になり、金属などの代替材料となることが期待される。本研究では、モノマーと架橋剤をナノレベルで規則的な既知の構造中に固定したまま重合するという手法により、生成する高分子ゲルのネットワーク構造を簡便なシミュレーションにより精密に予測することに成功した。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report

Research Products

(14 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Enhancement of Polymer Structural Ordering in Polymer-stabilised Blue Phases for Improved Electro-Optical Properties2021

    • Author(s)
      Hirotsugu Kikuchi, Takahiro Ashimine, Zehui Qin, Hiroki Higuchi, Shizuka Anan, Yasushi Okumura
    • Journal Title

      Symmetry

      Volume: ー

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属-有機構造体中に包接した液晶の配向変化2021

    • Author(s)
      阿南静佳、菊池裕嗣
    • Organizer
      第101日本化学会春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 様々な官能基を有するMOF中での液晶分子の配向2021

    • Author(s)
      山口将生、阿南静佳、奥村泰志、菊池裕嗣
    • Organizer
      第70回高分子年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アンカリングフラストレーションによる液晶の界面アンカリング制御2020

    • Author(s)
      有村優奈、阿南静佳、奥村泰志、菊池裕嗣
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 高極性液晶相の共融現象に基づく熱力学的安定化2020

    • Author(s)
      水城裕太、阿南静佳、奥村泰志、山本真一、佐郷弘毅、菊池裕嗣
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子配向型高分子/液晶複合膜の相分離構造と液晶配向ベクトルの電場応答2020

    • Author(s)
      奥村泰志、石田瑛一、阿南静佳、新山聡、菊池裕嗣
    • Organizer
      2020年日本液晶学会オンライン研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 高極性液晶における液晶配向ベクトルの観察2020

    • Author(s)
      祝迫宏記、奥村泰志、阿南静佳、山本真一、佐郷弘毅、菊池裕嗣
    • Organizer
      2020年日本液晶学会オンライン研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 全方向に弱アンカリングを示す液晶/基板界面の開発2020

    • Author(s)
      有村優奈、阿南静佳、奥村泰志、菊池裕嗣
    • Organizer
      2020年日本液晶学会オンライン研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 規則的な分子配列を有するMOF中でのシアノビフェニル系液晶の配向2020

    • Author(s)
      阿南静佳、菊池裕嗣
    • Organizer
      2020年日本液晶学会オンライン研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 全方位弱アンカリング界面の創製2020

    • Author(s)
      有村優奈、阿南静佳、奥村泰志、菊池裕嗣
    • Organizer
      2020年九州地区高分子若手研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶/MOF複合材料の創製とその物性評価2020

    • Author(s)
      阿南静佳、菊池裕嗣
    • Organizer
      第69回高分子年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 規則的に固定したモノマー・架橋剤の重合による高分子のネットワーク構造制御2019

    • Author(s)
      阿南静佳、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Control of polymerization degree and polymer network structure by crystal component linking2019

    • Author(s)
      阿南静佳、小門憲太、佐田和己
    • Organizer
      2nd G'L'owing Polymer Symposium in KANTO
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] PCP/MOFおよび各種多孔質材料の作り方、使い方、評価解析2019

    • Author(s)
      阿南静佳 他
    • Total Pages
      639
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047695
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-09-03   Modified: 2022-01-27  

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