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複合架橋型ネットワークを有する超分子ソフトマテリアルの創成

研究課題

研究課題/領域番号 13J02357
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関名古屋大学

研究代表者

林 幹大  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードソフトマテリアル / 超分子 / 水素結合 / 配位結合 / 力学特性 / 引っ張り試験 / 粘弾性 / 超分子ソフト材料 / 超分子ネットワーク / ABAトリブロック共重合体
研究実績の概要

本研究課題「複合架橋型ネットワークを有する超分子ソフトマテリアルの創成」に対し、課題申請時は「共有結合+非共有結合」という組み合わせを用いた分子設計を企てていた。しかし、共有結合を導入した場合、材料の成形・加工に難があり、また溶媒に溶けないため分子特性評価がしにくいなど、様々な欠点が生じた。そのため、申請者は、「複数の非共有結合」の組み合わせによる超分子ソフトマテリアルの材料設計を企て、特にその力学特性に関する研究を行った。
1.架橋ドメイン+水素結合架橋
室温でガラス状態の両末端鎖と水素結合性ユニットをランダムに含む溶融中央鎖から成るABA型のトリブロック共重合体を合成し、末端鎖が形成するガラス状架橋ドメインに加え、橋架け鎖となる中央鎖間にも水素結合性架橋点を有する新規熱可塑性エラストマーを調製した。引っ張り試験により得られた伸長特性を、対照試料である水素結合性官能基を含まないトリブロック共重合体と比較し、水素結合導入による伸長特性の向上を示した。また、動的粘弾性測定と詳細な解析により、その伸長特性の向上は、水素結合架橋点が短い時間スケールで解離・再会合を繰り返し、伸長下での応力集中が防がれるためであると判った。
2.配位結合+水素結合
上記の溶融中央鎖に水素結合を有するABA型トリブロック共重合体に対し、金属塩を添加することで、末端A鎖により形成される架橋ドメイン内で配位結合を形成させ、水素結合と配位結合の複合架橋型超分子ソフトマテリアルを調製した。また、動的粘弾性測定や引っ張り試験により金属塩添加後の力学特性の向上を明らかにし、その原因を小角X線散乱(SAXS)測定や透過型電子顕微鏡(TEM)観察によりモルフォロジーの変化の観点から考察した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanical Property Enhancement of ABA Block Copolymer-Based Elastomers by Incorporating Transient Cross-Links into Soft Middle Block2015

    • 著者名/発表者名
      Mikihiro Hayashi, Satoru Matsushima, Atsushi Noro,Yushu Matsushita
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 48 号: 2 ページ: 421-431

    • DOI

      10.1021/ma502239w

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Viscoelastic Properties of Supramolecular Soft Materials with Transient Polymer Network2014

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, Mikihiro; Noro, Atsushi; Matsushita, Yushu
    • 雑誌名

      Journal of polymer science part B: polymer physics

      巻: 52 号: 11 ページ: 755-764

    • DOI

      10.1002/polb.23479

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preparation and Viscoelasticity of Hydrogen Bonded Supramolecular Ion Gels Composed of ABA Triblock Copolymer and C Homopolymer in an Ionic Liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Satoru, Matsushima ; Hayashi, Mikihiro ; Yamagishi, Hajime ; Noro, Atsushi ; Matsushita, Yushu
    • 雑誌名

      日本レオロジー学会誌

      巻: 42(2) ページ: 127-133

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoreversible Supramolecular Polymer Gels via Metal-Ligand Coordination in an Ionic Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Noro, Atsushi ; Matsushima Satoru ; He, Xudong ; Hayashi, Mikihiro ; Matsushita, Yushu.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46(20) 号: 20 ページ: 8304-8310

    • DOI

      10.1021/ma401820x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水素結合性ソフト架橋点を組み込んだブロック共重合体エラストマーの調製と力学特性2015

    • 著者名/発表者名
      林 幹大、松島 智、野呂 篤史、松下 裕秀
    • 学会等名
      第26回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2015-01-14 – 2015-01-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and mechanical properties of supramolecular elastomers via metal-ligand coordination and hydrogen bonding2014

    • 著者名/発表者名
      Mikihiro Hayashi, Satoru Matsushima, Atsushi Noro, and Yushu Matsushita
    • 学会等名
      2014PolymerGelMeeting
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2014-11-14 – 2014-11-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 配位結合と水素結合を組み込んだ複合架橋型超分子エラストマーの調製と粘弾性2014

    • 著者名/発表者名
      林 幹大、松島 智、野呂 篤史、松下 裕秀
    • 学会等名
      第62 回レオロジー学会討論会
    • 発表場所
      AOSSA(福井市交流プラザ)(福井県、福井市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ABAトリブロック共重合体のB中央鎖に 水素結合を組み込んだエラストマーの力学特性2014

    • 著者名/発表者名
      林 幹大、松島 智、野呂 篤史、松下 裕秀
    • 学会等名
      2014年西日本レオロジーワークショップ
    • 発表場所
      日ノ出旅館(福井県、福井市)
    • 年月日
      2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 配位結合と水素結合を組み入れた複合架橋型超分子ソフト材料の調製と力学特性2014

    • 著者名/発表者名
      林幹大、松島智、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      第63 回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス(長崎県、長崎市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合性動的架橋点を組み入れた ABAトリブロック共重合体型エラストマーの調製と力学物性2014

    • 著者名/発表者名
      林幹大、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      第149回東海高分子夏期合宿
    • 発表場所
      湯元グリーンホテル(三重県、三重郡)
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ABA トリブロック共重合体と多官能性架橋剤からなる超分子ソフト材料の調製2014

    • 著者名/発表者名
      林幹大、松島智、Yuanyuan Zhuang、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      第62回高分子年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 配位結合と水素結合の複合架橋を有する 超分子エラストマーの調製および力学特性2014

    • 著者名/発表者名
      林幹大、松島智、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      第41 会レオロジー年会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2014-05-15 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合性ネットワークを有する超分子ソフトマテリアルの自己修復特性2014

    • 著者名/発表者名
      林 幹大、野呂 篤史、松下裕秀、Francois Tournilhac, Ludwick Leibler
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Self-healing properties of supramolecular soft materials composed of car boxy-functionalized and amino-functionalized polymers2014

    • 著者名/発表者名
      林 幹大、野呂 篤史、松下裕秀、Francois Tbumnhac, LudwickI Leibler
    • 学会等名
      ICIRS14
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-03-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合性過渡網目を有する超分子ソフトマテリアルの自己修復性2014

    • 著者名/発表者名
      林 幹大、野呂 篤史、松下裕秀、Francois Toumilhac, Ludwick Leibler
    • 学会等名
      高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-01-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合性ネットワークを有する超分子ソフトマテリアルの自己修復能評価2013

    • 著者名/発表者名
      林 幹大、野呂 篤史、松下裕秀、Francois Tourilhac, Ludwick Leibler
    • 学会等名
      高分子夏季大学
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2013-07-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学 松下研究室 ホームページ

    • URL

      http://morpho.apchem.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://morpho.apchem.nagoya-u.ac.jp/member-hayashi.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 非共有結合性エラストマー2014

    • 発明者名
      林 幹大、野呂篤史、平松竜輔、松下裕秀
    • 権利者名
      林 幹大、野呂篤史、平松竜輔、松下裕秀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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