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精密超分子重合を利用した機能性集合体の構築と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16F16043
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 高分子化学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

竹内 正之  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (70264083)

研究分担者 JUNG SUNG HO  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード精密超分子重合 / ポルフィリン / 超分子ポリマー
研究実績の概要

前年度までに、(1)水素結合部位を4カ所有するポルフィリン誘導体がメチルシクロヘキサン中において強く自己集合し非常に高い核形成温度を示すこと、(2)核形成温度は、良溶媒であるトルエンを系中に添加することによって、段階的に低下させる事ができることを見出し、(3)自己集合プロセスの熱力学パラメータを決定することに成功していた。これらの成果を利用して、本年度は自己集合挙動のコントロールを検討した。具体的にはcrystallization-driven self-assembly(CDSA)の概念を超分子ポリマーに適用し、 精密超分子重合を検討した。その自己集合能を吸収スペクトル測定や原子間力顕微鏡観察によって評価することにより、リビング超分子重合が達成されていることを明らかにした。また、中心金属の異なるポルフィリン誘導体を合成し、CDSAの概念を利用したブロック共重合体の合成が可能となることを見出した。その熱あるいは化学物質安定性が、ブロック共重合体の組成に大きく依存していることが明らかとなった。
上記の研究を展開している際に、中心金属に亜鉛を有するポルフィリン誘導体の1次元超分子ポリマーが、軸配位子の添加によって解重合し、その後、2次元超分子ナノシートへと形態転移することを発見した。解重合と形態転移は連続的に起こるが、それぞれのキネティクスはポルフィリンと軸配位子の濃度に依存することがわかった。時間発展現象を解析することによって、解重合や軸配位、形態転移プロセスの速度定数を見積もることに成功した。この現象は、基盤上でも進行する。反応拡散系へと展開することによって、自己組織化的なパターン形成を期待できる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Photoregulated Living Supramolecular Polymerization Established by Combining Energy Landscapes of Photoisomerization and Nucleation Elongation Processes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Endo, T. Fukui, S. Jung, S. Yagai, M. Takeuchi, K. Sugiyasu
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 138 号: 43 ページ: 14347-14353

    • DOI

      10.1021/jacs.6b08145

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of block supramolecular copolymers and their enhanced kinetic stability2018

    • 著者名/発表者名
      Sung Ho Jung, M. Takeuchi, K. Sugiyasu
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry and Functional Materials 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Probing kinetic stability of supramolecular polymers in terms of their composition kinetic stability2017

    • 著者名/発表者名
      Sung Ho Jung, M. Takeuchi, K. Sugiyasu
    • 学会等名
      Korea Chemical Society Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 分子機能化学グループグループwebsite

    • URL

      http://www.nims.go.jp/macromol/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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