超分子連鎖重合の開発と材料科学への応用

• 研究課題/領域番号: 15H05487
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 宮島 大吾 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 上級研究員 (60707826)
• 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: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円); 2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2015年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
• キーワード: 水素結合 / 超分子ポリマー / 精密重合 / 超分子 / ポリマー / 高分子

研究成果の概要

超分子ポリマーとは、非共有結合により分子（モノマー）が接着され形成された長大な分子集合体であり、共有結合で繋がれていないにも関わらず高分子としての性質を有している。 同時に、モノマーが互いに化学結合していないため分子間の連結を可逆に解除でき、刺激応答性や自己修復能、原料のリサイクルなど様々な特性が実現できる。 一方、分子量制御など、今日の高分子化学では当たり前のように実現されていることが、超分子ポリマーでは困難であった。本課題では超分子ポリマーの精密合成を可能にする戦略の開発実証を試み、連鎖重合機構で進行する超分子重合を実現し、また加熱により駆動する超分子の実現にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Thermally bisignate supramolecular polymerization (2017)
  • 著者名/発表者名: Venkata Rao Kotagiri、Miyajima Daigo、Nihonyanagi Atsuko、Aida Takuzo
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 9 号: 11 ページ: 1133-1139
  • DOI: 10.1038/nchem.2812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unexpected Effect of Cyano Groups on the Supramolecular Polymerization of Amide-appended Fan-shaped Monomers (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Imayoshi ,K. Venkata Rao ,Atsuko Nihonyanagi , Daigo Miyajima
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 46 号: 8 ページ: 1093-11391095
  • DOI: 10.1246/cl.170381
  • NAID: 130005906988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tailoring Micrometer-Long High-Integrity ID Array of Superparamagnetic Nanoparticles in a Nanotubular Protein Jacket and Its Lateral Magnetic Assembling Behavior (2015)
  • 著者名/発表者名: Seunghyun Sim, Daigo Miyajima, Tatsuya Niwa, Hideki Taguchi, Takuzo Aida
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 137 号: 14 ページ: 4658-4861
  • DOI: 10.1021/jacs.5b02144
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rational strategy for the realization of chain-growth supramolecular polymerization (2015)
  • 著者名/発表者名: Jiheong Kang, Daigo Miyajima, Tadashi Mori, Yoshihisa Inoue, Yoshimitsu Itoh, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Science 巻: 347 号: 6222 ページ: 646-651
  • DOI: 10.1126/science.aaa4249
  • 査読あり
• [学会発表] 超分子重合とその可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮島大吾
  • 学会等名: 超分子創製化学セミナー（第75回）
  • 招待講演
• [学会発表] 精密超分子重合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮島大吾
  • 学会等名: 日本化学会第97回春季年会 若い世代特別講演
  • 招待講演
• [学会発表] 超分子重合を極める (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮島大吾
  • 学会等名: 第11回超分子若手懇談会
  • 招待講演
• [学会発表] Precise Supramolecular Polymerization (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮島大吾
  • 学会等名: 第66回高分子討論会 日韓ジョイントセッション
  • 招待講演
• [学会発表] 超分子重合とその可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮島大吾
  • 学会等名: 高分子講演会（東海）
  • 招待講演
• [学会発表] 非平面モノマーが拓く超分子重合の可能性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮島大吾
  • 学会等名: 日本化学会年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子化学にならう精密超分子重合法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮島大吾
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演