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水素結合による集合体の強相関構造形成の理論構築

研究課題

研究課題/領域番号 13031048
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

田中 文彦  京都大学, 工学研究科, 教授 (50107695)

研究分担者 古賀 毅  京都大学, 工学研究科, 助手 (80303866)
庄司 雅彦  京都大学, 工学研究科, 助手 (30335202)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 15,600千円)
2003年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2002年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2001年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード連鎖性水素結合 / ゾル・ゲル転移 / コイル・ヘリックス転移 / バイオポリマーゲル / 2重らせん架橋 / 水素結合誘起らせん高分子 / 組み替えネットワーク / ジッパー型高分子複合体 / らせん誘起 / キラリティ / ジッパー型架橋 / ゲル・ペア転移 / 分子内架橋 / 水素結合超分子 / 水素結合ゲル / 液晶 / 水素結合高分子ネットワーク / 多相臨界性 / 結合の組み替え / 相分離 / 異方性ネットワーク / 複合メソゲン
研究概要

連鎖的な水素結合によりヘリックス・コイル転移を引き起こし,ヘリックスが会合して架橋領域を形成するような多糖類バイオポリマーのゲルについて,ゲル化のカスケード理論と高分子溶液の格子理論を結合した「会合溶液理論」によって解析した.ヘリックス量,ヘリックス長,ヘリックス数を温度濃度の関数として計算し,ゲル化点でこれらの量の間に成立する関係を導いた.ヘリックス量の計算結果とカラギーナン水溶液の旋光度測定結果と比較して良好な一致がみられた.また,低温でネットワークから2重鎖ペアに転移するベアリング転移の現象を発見した,このような複雑なゲルをさらに詳細に調べるため,水素結合の連鎖によって架橋されたジッパー型の架橋領域をもつモデルについてモンテカルロ法でシミュレーションを行った.シミュレーションにおいても低温領域でネットワークが2重鎖分子に分離してしまう「ネットワーク・ペア転移」が存在することが示された.さらに現在は,側鎖のコイル・ヘリックス転移で架橋が起こるようなバイオポリマーゲルに同様の理論解析を応用している.
光学活性をもつ低分子(アミン,アミノアルコール)を側鎖に連鎖的に水素結合することにより誘起される高分子(アセチレン誘導体)主鎖のヘリックス形成について統計力学的な解析を行い,ヘリックスの右巻き・左巻きと結合分子のキラリティとの間に成立する「マジョリティ則」と「軍曹歩兵則」に関する分子機構を解明した.左右のヘリックス量とCD強度に関する実験結果と比較して良好な一致がみられた.本年度はこのようならせん誘起された高分子に張力をかけて伸長すると,らせん誘起度が増大することを発見し,張力・伸長曲線を理論的に求めてキラル低分子の光学分割に原理を応用することを検討している.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] F.Tanaka: "Thermoreversible Gelation driven by Coil-to-Helix Transition of Polymers"Macromolecules. 36・14. 5392-5405 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Gel Formation with Multiple Interunit Junctions I Molecules Carrying Different Functional Groups"J.Polym.Sci., Part B : Polym.Phys.. 41. 2405-2412 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Gel Formation with Multiple Interunit Junctions II Mixture of Different Functional Molecules"J.Polym.Sci., Part B : Polym.Phys.. 41. 2413-2421 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Theoretical Study of Helix Induction on a Polymer Chain by Hydrogen-Bonding Chiral Molecules"Macromolecules. 37・2. 605-613 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Furuya, T.Koga, F.Tanaka: "Effect of Added Surfactants on Thermoreversible Gelation of Associating Polymer Solutions"J.Polym.Sci., Part B : Polym.Phys.. 42. 733-751 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Theory of Molecular Association and Thermoreversible Gelation"Kluwer Academic Pub.(ed T.Terech and G.Weiss). 1-61(1000) (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Thermoreversible Gelation driven by Coil-to-Helix Transition of Polymers"Macromolecules. 36. 5392-5405 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Gel Formation with Multiple Interunit Junctions I Molecules Carrying Different Functional Groups"J.Poly. Sci., Part B : Polym. Phys.. 41. 2405-2412 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Gel Formation with Multiple Interunit Junctions II Mixture of Different Functional Molecules"J.Polym. Sci., Part B : Polym. Phys. 41. 2413-2421 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Theoretical Study of Helix Induction on a Polymer Chain by Hydrogen-Bonding Chiral Molecules"Macromolecules. 37. 605-613 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Furuya, T.Koga, F.Tanaka: "Effect of Added Surfactants on Thermoreversible Gelation of Associating Polymer Solutions"J.Polym. Sci., Part B : Polym. Phys. 42. 733-751 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Theory of Molecular Association and Thermoreversible Gelation"Molecular Gels. (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Thermoreversible Gelation driven by Coil-to-Helix Transition of Polymers"Macromolecules. 36・14. 5392-5405 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Gel Formation with Multiple Interunit Junctions I Molecules Carrying Different Functional Groups"J.Polym.Sci., Part B : Polym.Phys.. 41. 2405-2412 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Gel Formation with Multiple Interunit Junctions II Mixture of Different Functional Molecules"J.Polym.Sci., Part B : Polym.Phys.. 41. 2413-2421 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Theoretical Study of Helix Induction on a Polymer Chain by Hydrogen-Bonding Chiral Molecules"Macromolecules. 37・2. 605-613 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Furuya, T.Koga, F.Tanaka: "Effect of Added Surfactants on Thermoreversible Gelation of Associating Polymer Solutions"J.Polym.Sci., Part B : Polym.Phys.. 42. 733-751 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Intramolecular Micelles and Intermolecular Crosslonks in Thermoreversible Gels of Associating Polymers"J. Non-Crystalline Solids. 307-310. 688-697 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Flows in Polymer Networks"JSME International J., Ser. B. 45・1. 123-128 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Theoretical Study of Molecular Association and Thermoreversible Gelation in Polymers"Polymer J.. 34. 479-509 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakao, F.Tanaka, S.Kohjiya: "Cascade Theory of Substitution Effects in Nonequilibrium Polycondensation"Macromolecules. 35・4. 5649-5656 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shoji, F.Tanaka: "Theoretical Study of Hydrogen-Bonded Supramolecular Liquid Crystals"Macromolecules. 35・19. 7460-7472 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Thermoreversible Gelation driven by Coil-to-Helix Transition of Polymers"Macromolecules. (To appear). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka, T.Koga: "Theoretical and Computational Study of Thermoreversible Gelation"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 74・2. 201-215 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 田中文彦, 古賀 毅: "水素結合超分子の液晶相と熱可逆ゲル化"日本化学繊維研究所 講演集. 58. 21-25 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Flows in Polymer Networks"JSME International Journal, Series B. 45・1. 123-128 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tanaka: "Intramolecular Micelles and Intermolecular Crosslinks in Thermoreversible Gels of Associating Polymers"Physica A. (To appear). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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