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新規分子組織体"超高密度"ポリマーブラシに関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350496
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)
研究機関京都大学

研究代表者

辻井 敬亘  京都大学, 化学研究所, 助教授 (00217308)

研究分担者 福田 猛  京都大学, 化学研究所, 教授 (00111972)
大野 工司  京都大学, 化学研究所, 助手 (00335217)
後藤 淳  京都大学, 化学研究所, 助手 (20335219)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 16,900千円)
2004年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2003年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2002年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
キーワードポリマーブラシ / 濃厚ブラシ / グラフト重合 / リビングラジカル重合 / 表面 / トライボロジー / 原子間力顕微鏡 / 反発力 / 摩擦力 / エントロピー弾性 / 浸透圧 / 中性子反射率測定 / 相溶性 / 重水素化ポリメタクリル酸メチル / グラフト密度 / 高分子ブラシ / 電解質高分子 / 膨潤特性 / 解離度 / ヘミアセタールエステル / 原子移動ラジカル重合
研究概要

本研究では、リビングラジカル重合法により合成可能となった超高密度ポリマーブラシ(濃厚ブラシ)について、新規分子組織体としての基礎科学の確立を目的に、膨潤状態ならびに乾燥(バルク)状態における構造と物性を系統的に研究した。その中で、高密度化に由来する新しい特性-例えば、優れたトライボロジー特性、サイズ排除効果、生体適合性、バルク膜の熱的・機械的特性の向上、弱電解質ブラシの特異な膨潤/脱膨潤特性など-の発現を実証した。特筆すべき物性は、膨潤濃厚ブラシの吸着・摩擦特性が従来の準希薄ブラシと著しく異なることである。すなわち、濃厚ブラシ間には、飛躍的に大きな反発力が働き、特に、良溶媒系では対向ブラシ間の絡み合い等による吸着力は全く認められないこと、さらに、濃厚ブラシ間の摩擦力が、準希薄ブラシ間と比較して、圧倒的に小さいことを明らかにした。理論的検討を加え、濃厚ブラシでは、膨潤ブラシ層の濃厚溶液系ゆえの大きな浸透圧効果が大きな荷重を支え得ることに加え、接触領域においては、局所濃度の増大の解消と(高伸張状態がゆえに得られる)大きな形態エントロピーゲインのために、グラフト鎖は相互侵入せずに収縮して絡み合いを抑制し、上記のような特性が発現したと結論した。高反発特性と低摩擦特性を兼ね備えた濃厚ブラシ表面は、機能性表面として大きな可能性を有すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2006 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (35件) 産業財産権 (3件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Protein Repellency of Well-Defined, Concentrated Poly(2-hydroxyethyl methacrylate) Brushes by the Size-Exclusion Effect2006

    • 著者名/発表者名
      C.Yoshikawa
    • 雑誌名

      Macromolecules 39

      ページ: 2284-2290

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure and Properties of High-Density Polymer Brushes Prepared by Surface-Initiated Living Radical Polymerization2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii
    • 雑誌名

      Adv. Polym. Sci. 197

      ページ: 1-45

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure and Properties of High-Density Polymer Brushes Prepared by Surface-Initiated Living Radical Polymerization2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii et al.
    • 雑誌名

      Adv.Polym.Sci. 197

      ページ: 1-45

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of High-Density Polymer Brush on Polymer Substrate by Surface-Initiated Living Radical Polymerization2005

    • 著者名/発表者名
      C.Yoshikawa
    • 雑誌名

      Macromolecules 38

      ページ: 4604-4610

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis of Monodisperse Silica Particles Coated with Well-Defined, High-Density Polymer Brushes by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohno
    • 雑誌名

      Macromolecules 38

      ページ: 2137-2142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Physicochemical Characterization of an Anatase TiO2 Surface and the Adsorption of a Nonionic Surfactant : An Atomic Force Microscopy Study2005

    • 著者名/発表者名
      C.E.McNamee
    • 雑誌名

      Langmuir 21

      ページ: 11283-11288

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] リビングラジカル重合法による精密表面改質に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      辻井敬亘
    • 雑誌名

      繊維学会誌 61

      ページ: 260-263

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of High-Density Polymer Brush on Polymer Substrate by Surface-Initiated Living Radical Polymerization2005

    • 著者名/発表者名
      C.Yoshikawa et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 38

      ページ: 4604-4610

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis of Monodisperse Silica Particles Coated with Well-Defined, High-Density Polymer Brushes by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohno et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 38

      ページ: 2137-2142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Physicochemical Characterization of an Anatase TiO2 Surface and the Adsorption of a Nonionic Surfactant : An Atomic Force Microscopy Study2005

    • 著者名/発表者名
      C.E.McNamee et al.
    • 雑誌名

      Langmuir 21

      ページ: 11283-11288

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Precise Surface Modification by Living Radical Polymerization2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii
    • 雑誌名

      Sen-i Gakkaishi 61

      ページ: 260-263

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Protein Repellency of Well-Defined, Concentrated Poly(2-hydroxyethyl methacrylate) Brushes by the Size-Exclusion Effect2005

    • 著者名/発表者名
      C.Yoshikawa et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 39

      ページ: 2284-2290

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization of Methyl Methacrylate on Magnetic Nanoparticles2004

    • 著者名/発表者名
      E.Marutani
    • 雑誌名

      Polymer 45

      ページ: 2231-2235

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interaction Forces between Two Silica Surfaces in an Apolar Solvent Containing an Anionic Surfactant2004

    • 著者名/発表者名
      C.E.McNamee
    • 雑誌名

      Langmuir 20

      ページ: 1791-1798

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interaction Forces between Two Hard Surfaces in Particle-Containing Aqueous Systems2004

    • 著者名/発表者名
      C.E.McNamee
    • 雑誌名

      Langmuir 20

      ページ: 1953-1962

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure And Properties Of High-Density Polymer Brushes2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii
    • 雑誌名

      Polymer Brushes (ed by R. C. Advincula, W. J. Brittain, K. C. Caster, J. Ruhe)(Wiley-VCH, Weinheim)

      ページ: 273-286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] リビングラジカル重合法による精密表面設計2004

    • 著者名/発表者名
      辻井敬亘
    • 雑誌名

      高分子 53

      ページ: 490-493

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization of Methyl Mthacrylate on Magnetic Nanoparticles2004

    • 著者名/発表者名
      E.Marutani et al.
    • 雑誌名

      Polymer 45

      ページ: 2231-2235

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interaction Forces between Two Silica Surfaces in an Apolar Solvent Containing an Anionic Surfactant2004

    • 著者名/発表者名
      C.E.McNamee et al.
    • 雑誌名

      Langmuir 20

      ページ: 1791-1798

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interaction Forces between Two Hard Surfaces in Particle-Containing Aqueous Systems2004

    • 著者名/発表者名
      C.E.McNamee et al.
    • 雑誌名

      Langmuir 20

      ページ: 1953-1962

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure And Properties Of High-Density Polymer Brushes2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii et al.
    • 雑誌名

      Polymer Brushes (ed by R.C.Advincula, W.J.Brittain, K.C.Caster, J.Ruhe) (Wiley-VCH, Weinheim)

      ページ: 273-286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel Surface Design by Living Radical Polymerization2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii
    • 雑誌名

      Kobunshi 53

      ページ: 490-493

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interaction forces between two hard surfaces in particle-containing aqueous systems2004

    • 著者名/発表者名
      C.E.McNamee, et al.
    • 雑誌名

      Langmuir 20

      ページ: 1953-1962

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and Properties of High-Density Polymer Brushes2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii, et al.
    • 雑誌名

      Polymer Brushes

      ページ: 273-286

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] AFM測定法2004

    • 著者名/発表者名
      辻井敬亘
    • 雑誌名

      Cell.Comm. 11

      ページ: 45-49

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ポリマーブラシの新展開2003

    • 著者名/発表者名
      辻井敬亘
    • 雑誌名

      未来材料 3

      ページ: 48-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel Development in Polymer Brushes2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii
    • 雑誌名

      Miraizairyo 3

      ページ: 48-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Glass Transition Temperatures of High-Density Poly(methyl methacrylate) Brushes2002

    • 著者名/発表者名
      S.Yamamoto
    • 雑誌名

      Macromolecules 35

      ページ: 6077-6079

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic Properties of Well-Defined, High-Density Poly(methyl methacrylate) Brushes Studied by Electromechanical Interferometry2002

    • 著者名/発表者名
      K.Urayama
    • 雑誌名

      Macromolecules 35

      ページ: 9459-9465

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of Patterned High-Density Graft Surfaces. I. Amplification of Phase-Separated Morphology of Organosilane Blend Monolayer by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization2002

    • 著者名/発表者名
      M.Ejaz
    • 雑誌名

      Macromolecules 35

      ページ: 1412-1418

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of Patterned High-Density Graft Surfaces. II. Amplification of EB-Patterned Initiator Monolayer by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization2002

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii
    • 雑誌名

      Polymer 43

      ページ: 3837-3841

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Glass Transition Temperatures of High-Density Poly(methyl methacrylate) Brushes2002

    • 著者名/発表者名
      S.Yamamoto et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 35

      ページ: 6077-6079

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic Properties of Well-Defined, High-Density Poly(methyl methacrylate) Brushes Studied by Electromechanical Interferometry2002

    • 著者名/発表者名
      K.Urayama et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 35

      ページ: 9459-9465

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of Patterned High-Density Graft Surfaces. I. Amplification of Phase-Separated Morphology of Organosilane Blend Monolayer by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization2002

    • 著者名/発表者名
      M.Ejaz et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 35

      ページ: 1412-1418

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of Patterned High-Density Graft Surfaces. II. Amplification of EB-Patterned Initiator Monolayer by Surface-Initiated Atom Transfer Radical Polymerization2002

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsujii et al.
    • 雑誌名

      Polymer 43

      ページ: 3837-3841

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 高分子グラフト微粒子によるコロイド結晶の製造方法2004

    • 発明者名
      大野工司, 辻井敬亘, 福田猛
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権番号
      2004-139213
    • 出願年月日
      2004-05-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] グラフト修飾有機多孔質体及びその製造方法2003

    • 発明者名
      辻井敬亘, 福田猛, 井上洋, 山中弘次, 吉田晃子
    • 権利者名
      オルガノ(株)
    • 産業財産権番号
      2003-128356
    • 出願年月日
      2003-05-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 高分子鎖修飾表面固体およびその製造方法2002

    • 発明者名
      辻井敬亘, 福田猛, 押部義宏, 石戸谷昌
    • 権利者名
      日本油脂(株)
    • 産業財産権番号
      2002-132377
    • 出願年月日
      2002-05-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Marutani: "Surface-initiated atom transfer radical polymerization of methyl methacrylate on magnetite nanoparticles"Polymer. 45. 2231-2235 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] C.E.McNamee: "Interaction forces between two silica surfaces in an apolar solvent containing an anionic surfactant"Langmuir. 20. 1791-1798 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 辻井 敬亘: "ポリマーブラシの新展開"未来材料. 3. 48-55 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 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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