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「柔らかい凝縮系」の構造・ダイナミクスに与える圧力効果

研究課題

研究課題/領域番号 14350493
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子構造物性(含繊維)
研究機関東京大学

研究代表者

柴山 充弘  東京大学, 物性研究所, 教授 (00175390)

研究分担者 長尾 道弘  東京大学, 物性研究所, 助手 (90301150)
瀬戸 秀紀  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60216546)
功刀 滋  京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (70111929)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2003年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
2002年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
キーワードゲル / ミセル / 小角中性子散乱 / 動的光散乱 / 高圧物性 / 両新媒性高分子 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / マイクロエマルション / 両親媒性高分子
研究概要

「柔らかい凝縮系」である高分子系は常温・常圧付近で多種多様の相分離・相転移現象が確認されている。しかしながら、こうした物理現象に対する圧力効果についてはいまだ十分かつ系統的な研究がなされていないのが現状である。とくに、疎水性相互作用に基づく疎水結合についてはその分子論的理解は十分であるとは言えない。そこで、代表的な温度敏感型高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)溶液およびゲルについて、温度誘起相転移現象における圧力効果の研究を行った。曇点測定による相図の作成、小角中性子散乱(SANS)による臨界現象、動的光散乱による臨界ダイナミクス、などの研究を行い、疎水性相互作用の圧力依存性について分子論的立場から議論した。その結果、(1)相分離温度は圧力に対する、上に凸の関数であり、溶液で50MPa付近、ゲルで100MPa付近に極大をもつことがわかった。(2)SANSにより、臨界現象の観測に成功し、スピノーダル曲線を決定した。(3)臨界点近傍における、ゆらぎの長波長化、遅延化という臨界ダイナミクスを観測した。こうした実験事実に基づき、疎水相互作用の本質および疎水水和構造形成メカニズムについての分子論的解明をおこなった。さらに、「柔らかい凝縮系」をマイクロエマルション系へと拡張し、の相挙動、ミセル構造の微視的構造、ミセル薄膜のダイナミクスについての研究を行い、相挙動・相構造に及ぼす温度と圧力の役割について研究した。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Kunigi, S. et al.: "Cold denaturation of protein under high pressure"Biochim.Biophys.Acta. 1595. 329-334 (2002)

    • 説明
      「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] Okabe, S. et al.: "Heat-Induced Self-Assembling of Thermosensitive Block Copolymer. 1. Small-Angle Neutron Scattering Study"Macromolecules. 35. 8139-8146 (2002)

    • 説明
      「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] Seto, H. et al.: "A swollen gel phase of DPPC aqueous solution with small amount of ethanol observed at moderate pressure and temperature"J.Appl.Cryst.. 36. 607-611 (2003)

    • 説明
      「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] Norisuye, T. et al.: "Studies on Two Types of Built-in Inhomogeneities for Polymer Gels : Frozen Segmental Concentration Fluctuations and Spatial Distribution of Cross-links"Macromecules. 36. 6202-6212 (2003)

    • 説明
      「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] Shibayama, M. et al.: "SANS Study on Pressure-Induced Phase Separation of Poly(N-isopropylacrylamide) Aqueous Solutions and Gels"Macromecules. 37. 2909-2918 (2004)

    • 説明
      「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] Kawabata, Y. et al.: "Temperature and Pressure Effects on the Bending Modulus of Monolayers in a Ternary Microemulsion"Phys.Rev.Lett.. 92. 056103 (2004)

    • 説明
      「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] 柴山充弘, 梶原莞爾 監修: "高分子ゲルの最新動向"シーエムシー出版. 342 (2004)

    • 説明
      「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] Kunugi, S., et al.: "Cold denaturation of protein under high pressure"Biochem.Biophys.Acta. 1595. 329-334 (2002)

    • 説明
      「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] Okabe, S. et al.: "Heat-Induced Self-Aseembling of Thermosensitive Block Copolymer. 1. Small-Angle Neutron Scattering Study"Macromolecules. 35. 8139-8146 (2002)

    • 説明
      「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] Seto, H. et al.: "A swollen gel phase of DPPC aqueous solution with small amount of ethanol observed at moderate pressure and temperature"J.Appl.Cryst.. 36. 607-611 (2003)

    • 説明
      「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] Norisuye, T. et al.: "Studies on Two Types of Built-in Inhomogeneities for polymer Gels : Frozen Segmental Concentration Fluctuations and Spatial"Macromolecules. 36. 6202-6212 (2003)

    • 説明
      「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] Shibayama, M. et al.: "SANS Study on Pressure-Induced Phase Separation of Poly(N-isopropyl acrylamide) Aqueous Solutions and Gels"Macromolecules. 37. 2909-2918 (2004)

    • 説明
      「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] Kawabata, Y et al.: "Temperature and Pressure Effects on the Bending Modulus of Monolayers in a Ternary Microemulsion"Phys.Rev.Lett.. 92. 056103 (2004)

    • 説明
      「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] M.Shibayama et al.: "SANS Study on Pressure Induced Phase Separation of Poly(N-isopropylacrylamide) Aqueous Solutions and Gels"Macromolecules. (in press).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Norisuye et al.: "Studies on Two Types of Built-in Inhomogeneities for Polymer Gels : Frozen Segmental Concentration Fluctuations and Spatial Distribution of Cross-links"Macromolecules. 36. 6202-6212 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagao et al.: "Small-angle neutron scattering study of droplet density dependence of the water-in-oil droplet structure in a ternary microemulsion"J.Appl.Cryst.. 36. 602-606 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takata, T.Norisuye, M.Shibayama: "Small-angle Neutron Scattering Study on Preparation Temperature Dependence of Thermosensitive Gels"Macromolecules. 35. 4779-4784 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Okabe, et al.: "Heat-induced Self-assembling of Thermosensitive Block Copolymer 1. Small-angle Neutron Scattering Study"Macromolecules. 35. 8139-8146 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shibayama, et al.: "Quantitative Analysis of "Polymer-Balls" in Aqueous Solutions by Small-angle Neutron Scattering"Macromol.Res.. 10. 311-317 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takenaka, et al.: "Viscoelastic effects in relaxation processes of concentration fluctuations in dynamically asymmetric polymer blends"Physical Review E. 65. 021806 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kawabata, et al.: "Temperature-and Pressure-dependence of Shape Fluctuations in a Ternary Microemulsion System"Journal of Neutron Research. 10. 131-136 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kunugi, et al.: "Microcalorimetric study of aqueous solution of a thermoresponsive polymer, poly(N-vinylisobutyramide) (PNVIBA)"Polymer J.. 34. 383-388 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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