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ブロック共重合体/金属塩ハイブリッドを鋳型としたナノポーラス膜の調製

研究課題

研究課題/領域番号 13J03895
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

提嶋 佳生  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードブロック共重合体 / ナノ相分離構造 / イオン性相互作用 / ナノポーラス構造
研究実績の概要

我々はこれまでにブロック共重合体が形成するナノ相分離構造の特定相に、配位結合によって金属塩を導入したハイブリッドより、金属塩を除去することでナノポーラス膜を調製する手法を開発した。一方、我々は最近、ジブロック共重合体のバルク試料に酸処理を施すことで、簡便にらせん状シリンダー構造を誘起できることを見出した。本年度は、これらの手法を組み合わせてらせん状シリンダー構造のナノポーラス構造の構築することを目的とた。
合成したPS-P4VPジブロック共重合体(Mn=54000、PDI=1.22, PSの体積分率=0.60)と、金属塩FeCl3のピリジン溶液をそれぞれ調製し、これらを混合し溶媒キャスト、熱アニールによってハイブリッド試料を調製した。金属塩の添加量はP4VPブロックのモノマーユニットに対して5~40mol%とした。
酸処理前のハイブリッド試料のTEM観察を行ったところ、すべての試料で六方充填したP4VP/FeCl3シリンダー構造が観察された。これに対して、酸処理後の金属塩添加量5~20mol%のハイブリッドでは通常のシリンダー構造に加えて、螺旋状シリンダー構造が形成されていることが確認された。このハイブリッドから金属塩を除去することができれば、最終目的とするらせん状シリンダー構造をもつナノポーラス構造が得られると考えられる。一方で、金属塩添加量30、40mol%の試料では螺旋状シリンダー構造がほとんど観察されず、構造が転移していないことがわかった。この結果より、配位結合に寄与していないP4VPブロックのピリジン環がイオン化されることによって、らせん状シリンダー構造が誘起していることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、ブロック共重合体と金属塩のブレンドによるハイブリッド調製法と、溶媒処理方法によるらせん状シリンダー構造発現という、これまでの研究手法を組み合わせることで螺旋状シリンダー構造を持つブロック共重合体/金属塩ハイブリッドの調製を行い、一定の成果を得た。このハイブリッドから金属塩を除去することができれば、最終目的とするらせん状シリンダー構造をもつナノポーラス構造が得られると考えられる。

今後の研究の推進方策

これまでの研究成果より、ブロック共重合体/金属塩ハイブリッドから溶媒処理によって金属塩を除去することでナノポーラス構造を調製する方法が確立されている。しかしながら、この手法によって得られるナノポーラス構造は、金属塩除去過程で空孔サイズ・形状にばらつきが生じてしまう。そのため、この手法を応用した場合に、らせん状シリンダー構造の規則性が乱れてしまうことが懸念される。したがって、この問題を解決するために空孔調製時の溶媒条件や、浸漬時間を変えることで、規則構造を維持したままナノポーラス構造を調製する方法について研究する。

報告書

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

    (13件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Structural Isomer Effects on the Morphology of Block Copolymer/Metal Salts Hybrids2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Sageshima, Atsushi Noro, Yushu Matsushita
    • 雑誌名

      Journal of polymer science part B : polymer physics

      巻: 52 号: 5 ページ: 377-386

    • DOI

      10.1002/polb.23421

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポリビニルピリジンの構造異性がブロック共重合体/金属塩ハイブリッドの凝集構造に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ブロック共重合体/金属塩ハイブリッドのモルフォロジーにおける構造異性体効果2014

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ブロック共重合体/金属塩ハイブリッドのナノ相分離構造に及ぼす構造異性の影響2014

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      物講研サイエンスフェスタ2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ブロック共重合体/金属塩ハイブリッドを鋳型としたナノポーラス構造の構築2014

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生
    • 学会等名
      名古屋大学平成25年度IGER年次報告会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-01-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ブロック共重合体の自己組織化を利用したナノポーラス構造の構築と観察2013

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生
    • 学会等名
      第145回東海高分子研究会講演会 2013年夏季合宿
    • 発表場所
      長良川観光ホテル石金、岐阜
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 化学環境変化により誘起されるブロック共重合体の凝集構造2013

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      第62回高分子学会討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ブロックコポリマーの自己組織化構造を活用した複合マテリアルの設計-金属塩とのハイブリッド化からナノポーラス構造へ2013

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生
    • 学会等名
      トヨタグループ第2回博士課程学生による研究発表会
    • 発表場所
      トヨタ自動車本社
    • 年月日
      2013-07-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 酸処理により誘起されるブロック共重合体の凝集構造2013

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生、野呂篤史、松下裕秀
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2013-05-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] PFニュース2014

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生、野呂篤史、松下裕秀
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      高エネルギー加速器研究機構
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Press-e No.352014

    • 著者名/発表者名
      提嶋佳生
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      名古屋大学工学研究科
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学工学研究科化学生物工学専攻 松下研究室HP

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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