動的ポリマーブラシの形成ダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 15H03862
• 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・繊維材料
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 横山 英明 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (80358316)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: ポリマーブラシ / 自己組織化 / ブロックコポリマー / 水界面 / 高分子構造・物性 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 界面 / QCM / 中性子反射率

研究成果の概要

動的ポリマーブラシは、NRでは追跡の困難な短い時間スケールで形成することが予想されるため、時間分解能が高く、高感度の測定が可能なQuartz CrystalResonator (QCR)により、水／ポリマー界面での動的ポリマーブラシ形成を追跡した。水中での水晶発振の複素周波数変化は、動的ポリマーブラシの粘度に敏感であり、低濃度から急激に増加する性質を示すため、動的ポリマーブラシの生成をより高感度に測定できた。その結果、生え変わりの時間は数十秒かそれ以下で起こり、極めて速い修復が行われることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Polyrotaxane Brushes Dynamically Formed at a Water/Elastomer Interface (2018)
  • 著者名/発表者名: Yanagi Kanta、Yamada Norifumi L.、Kato Kazuaki、Ito Kohzo、Yokoyama Hideaki
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 印刷中 号: 18 ページ: 5297-5302
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b00649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunable magneto-responsive mesoporous block copolymer membranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Tang Yanchun、Lin Xi、Ito Kohzo、Hong Ling、Ishizone Takashi、Yokoyama Hideaki、Ulbricht Mathias
  • 雑誌名: Journal of Membrane Science 巻: 544 ページ: 406-415
  • DOI: 10.1016/j.memsci.2017.08.069
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stress-strain measurement of ultra-thin polystyrene films: Film thickness and molecular weight dependence of crazing stress (2017)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa Hiroki、Ohta Takashi、Ito Kohzo、Yokoyama Hideaki
  • 雑誌名: Polymer 巻: 123 ページ: 179-183
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2017.07.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of Dynamic Polymer Brush Formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanoue Hirokazu、Inutsuka Manabu、Yamada Norifumi L.、Ito Kohzo、Yokoyama Hideaki
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 50 号: 14 ページ: 5549-5555
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.7b00636
• [雑誌論文] A Segregation and Deprotection Approach for Hydrophilic Surfaces Using Amphiphilic Block Copolymers Possessing Polystyrene and Poly[(tri(ethylene glycol) methacrylate)] Segments (2017)
  • 著者名/発表者名: Seki Akiko、Ishizone Takashi、Oyane Ayako、Yokoyama Hideaki
  • 雑誌名: Macromolecular Chemistry and Physics 巻: 218 号: 12 ページ: 1700048-1700048
  • DOI: 10.1002/macp.201700048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Analysis of Polymer Brush Formation Kinetics Using Quartz Crystal Microbalance: Viscoelasticity of Polymer Brush (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanoue Hirokazu、Yamada Norifumi L.、Ito Kohzo、Yokoyama Hideaki
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 33 号: 21 ページ: 5166-5172
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b00961
• [雑誌論文] Dynamic contact angle on a reconstructive polymer surface by segregation (2017)
  • 著者名/発表者名: Inutsuka Manabu、Tanoue Hirokazu、Yamada Norifumi L.、Ito Kohzo、Yokoyama Hideaki
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 7 号: 28 ページ: 17202-17207
  • DOI: 10.1039/c7ra00708f
• [雑誌論文] Cross-linked nanocellular polymer films: water- and oil-repellent anti-reflection coating (2016)
  • 著者名/発表者名: Cedric Dutriez, Kotaro Satoh, Masami Kamigaito and Hideaki Yokoyama
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 48 号: 4 ページ: 497-501
  • DOI: 10.1038/pj.2016.7
  • NAID: 40020778403
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nanoporous fabrication of block copolymers via carbon dioxide swelling: Difference between CO2-swollen and nanoporous block copolymers (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Shinkai, K. Sugiyama, K. Ito, H. Yokoyama
  • 雑誌名: Polymer 巻: 100 ページ: 19-27
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2016.08.011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inclusion Complex of α-Cyclodextrin with Poly(ethylene glycol) Brush (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, N. L. Yamada, K. Ito, and H. Yokoyama
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 49 号: 18 ページ: 6947-6952
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01238
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tunable thermoresponsive mesoporous block copolymer membranes (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Tang, K. Ito, L. Hong, T. Ishizone, H. Yokoyama
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 49 号: 20 ページ: 7886-7896
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01665
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Dynamic Polymer Brush using Amphiphilic Block Copolymers (2018)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: the American Physical Society March Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Inclusion Complex Formation of PEG and Cyclodextrin Revealed by Interfacial Analysis of Polymer Brush (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: Xiamen Forum 2017 on Mesoscale Assembly, Bioinspired, Materials, Flexible Devices
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 水晶発振子による水界面粘弾性解析：ポリマーブラシ形成過程の定量解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田上博教，山田悟史，伊藤耕三，横山英明
  • 学会等名: レオロジー討論会
• [学会発表] ブロックコポリマーナノ多孔体の破壊挙動と構造変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 太田 崇士・眞弓 皓一・加藤 和明・伊藤 耕三・横 山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
• [学会発表] 高分子超薄膜の力学特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 弘樹・伊藤 耕三・横山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
• [学会発表] ブロックコポリマーの自発的表面偏析を利用した反 応性表面の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 関 明子・石曽根 隆・横山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
• [学会発表] Stimuli-responsive mesoporous block copolymer membranes for remote control switchable molecular sieving: Thermo- and magneto-responsivity (2017)
  • 著者名/発表者名: 唐 彦春・ 横山 英明・伊藤 耕三・石曽根 隆・Ulbricht Mathias
  • 学会等名: 高分子討論会
• [学会発表] 界面解析で明らかにするシクロデキストリンとポエチレグコールの包接機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋祥子 、山田悟史、伊藤耕三、横山英明
  • 学会等名: シクロデキストリン学会
• [学会発表] Dynamic Polymer Brush using Amphiphilic Block Copolymers (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama, Hirokazu Tanoue, Manabu Inutsuka, Kohzo Ito, Norifumi Yamada
  • 学会等名: American Physical Society
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Inclusion complex formation of alpha-cyclodextrin and poly(ethylene glycol) (PEG) brush (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: the 10th Korea-Japan Joint Polymer Symposium 2016
  • 発表場所: Gwangju, Korea
  • 年月日: 2016-08-31
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nondestructive method to fabricate mesoporous polymers using block copolymer template and their thermal conductivity (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: American Chemical Society
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Quantitative Analysis of Growth Kinetics of Polymer Brushes by Quartz Crystal Microbalance (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: International Conference on Advanced Polymeric Materials Commemorating the 40th Anniversary of the Polymer Society of Korea
  • 発表場所: Ceju, Korea
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dynamic Polymer Brush (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: Xiamen International Workshop 2016 on “Soft Matter”
  • 発表場所: Xiamen, China
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Kinetics of the dynamic polymer brush formation at polymer water interfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Tanoue, Manabu Inutsuka, Kazuma Inoue, Kohzo Ito, Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] ポリエチレングリコールとシクロデキトリンの包接におけ る水素結合の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 北斗・伊藤 耕三・高橋 祥子・ 山田 悟史・横山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 高分子のナノ空孔による熱伝導性変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白神 基・伊藤 耕三・酒井 康博・杉山 賢次・横山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 高分子/水界面における動的ポリマー形成のダイナミ クス (2015)
  • 著者名/発表者名: 田上 博教・犬束 学・伊藤 耕三・横山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 含フッ素ブロックコポリマーの二酸化炭素膨潤による ナノ多孔化：膨潤状態からナノ多孔体への変化過程の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新海 智照・伊藤 耕三・杉山 賢次・横山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] ポリエチレングリコールブラシとα-シクロデキストリン の包接錯体形成メカニズムと高包接率ポリロタキサンの合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋 祥子・伊藤 耕三・横山 英明
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Polymer/Water Interfaces Revealed by Neutron Reflectivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Yokoyama
  • 学会等名: 2nd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2015-07-19
  • 国際学会 / 招待講演