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環状シロキサンポリマーを利用したボトムアップ的ハイブリッドナノコーティング

研究課題

研究課題/領域番号 16H04197
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
研究機関東北大学

研究代表者

三ツ石 方也  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70333903)

研究協力者 山本 俊介  
朱 慧娥  
Ali Demirci  
劉 一達  
金 昭妍  
石﨑 裕也  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード環状シロキサン / ハイブリッド / ポリマー / ボトムアップ / ヒドロシリル化反応 / コーティング
研究成果の概要

多官能性環状シロキサンをビルディングブロックとして、環状シロキサンポリマーを合成し、カテコール基やボロン酸グループを修飾した。これらのポリマーをディップコーティング法により、ガラス基板やシリコンウェハー、プラスチック基板上に30~40nm厚で均一ナノコーティングできることを明らかにした。ナノコーティング表面上にナノ粒子を吸着し、ナノ粒子が強固にナノコーティング表面に固定されていることを剥離試験により確認した。さらに多官能性環状シロキサンに非共有結合部位を導入し、適切な溶媒の組み合わせによる溶液を調製することで、ドロップキャスト法により様々なナノ構造体を付与することができることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、環状シロキサンポリマーの機能化により、ナノコーティングの可能性を追求している。カテコール基やボロン酸等の機能団修飾により、常温で液体である環状シロキサンポリマーを用いた最薄6nmのナノコーティングを実証している。このことはバルクとしてのシロキサンポリマーがナノスケールでの構造制御が可能であることを意味しており、ナノ材料としての環状シロキサンポリマーの研究展開が今後期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Catechol-Functionalized Polysiloxane Nanocoating for Surface Enhanced Raman Scattering on a Grating Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Yida Liu, Ali Demirci, Hiroaki Ohara, Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Akira Watanabe, Tokuji Miyashita, Keiko Tawa, Junji Nishii, and Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources

      巻: 23 号: 1 ページ: 84-87

    • DOI

      10.5188/ijsmer.23.84

    • NAID

      130007622201

    • ISSN
      1347-9725, 1884-6629
    • 年月日
      2018-03-31
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistive switching of organic?inorganic hybrid devices of conductive polymer and permeable ultra-thin SiO2 films2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shunsuke、Kitanaka Takahisa、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 29 号: 26 ページ: 26LT02-26LT02

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aabdc6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Porous SiO2 Nanofilm Formation of the Silsesquioxane-Containing Amphiphilic Block Copolymer2018

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Yuya、Yamamoto Shunsuke、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 27 ページ: 8007-8014

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b01114

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子超薄膜をテンプレートとしたナノ粒子集積2018

    • 著者名/発表者名
      三ツ石方也, 劉一達, デミルチアリ, 朱慧娥, 山本俊介, 宮下徳治
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 63 ページ: 29-35

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Catechol-Functionalized Polysiloxane Nanocoating for Surface Enhanced Raman Scattering on a Grating Surface2018

    • 著者名/発表者名
      Yida Liu, Ali Demirci, Hiroaki Ohara, Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Akira Watanabe, Tokuji Miyashita, Keiko Tawa, Junji Nishii, and Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007622201

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regioselective Synthesis of Eight-Armed Cyclosiloxane Amphiphile for Functional 2D and 3D Assembly Motifs2017

    • 著者名/発表者名
      Zhu Huie、Akkus Buket、Gao Yu、Liu Yida、Yamamoto Shunsuke、Matsui Jun、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 9 号: 34 ページ: 28144-28150

    • DOI

      10.1021/acsami.7b07331

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superhydrophobic surfaces with fluorinated cellulose nanofiber assemblies for oil-water separation2017

    • 著者名/発表者名
      Bashar M. Mahbubul、Zhu Huie、Yamamoto Shunsuke、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 59 ページ: 37168-37174

    • DOI

      10.1039/c7ra06316d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Amphiphilic acrylamide block copolymer: RAFT block copolymerization and monolayer behaviour2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shunsuke、Miyashita Tokuji、Mitsuishi Masaya
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 71 ページ: 44954-44960

    • DOI

      10.1039/c7ra06788g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A versatile platform of catechol-functionalized polysiloxanes for hybrid nanoassembly and in situ surface enhanced Raman scattering applications2016

    • 著者名/発表者名
      Yida Liu, Ali Demirci, Huie Zhu, Jinguang Cai, Shunsuke Yamamoto, Akira Watanabe, Tokuji Miyashita, and Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 7 号: 38 ページ: 8903-8910

    • DOI

      10.1039/c6tc02963a

    • 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 and Characterization of Cyclosiloxane Polymers Containing Dynamic Boronic Acid2019

    • 著者名/発表者名
      Soyeon Kim, Huie Zhu, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic Phase Separation Behaviors of Cyclosiloxane Supramolecule Bearing Multiple-Hydrogen-Bonding Unit2019

    • 著者名/発表者名
      Manmian Chen, Huie Zhu, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シルセスキオキサン含有高分子ナノシートを利用した多孔性SiO2超薄膜の細孔径制御2019

    • 著者名/発表者名
      石﨑裕也, 山本俊介, 宮下徳治, 三ツ石方也
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Fluorinated Polycyclosiloxanes Using Piers-Rubinsztajn Reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Hiruta, Huie Zhu, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      The 2nd Symposium for World Leading Research Centers (IMRAM)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Bio-inspired Supramolecular Adhesive2018

    • 著者名/発表者名
      Huie Zhu, Ali Demirci, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      The 43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Room-Temperature Fabrication of Porous SiO2 Nanofilms from Silsesquioxane-Containing Polymer Nanosheets2018

    • 著者名/発表者名
      Yuya Ishizaki, Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      MACRO2018 Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multifunctional Cyclosiloxanes for Bottom-up Building Blocks2018

    • 著者名/発表者名
      Masaya Mitsuishi, Shunsuke Yamamoto, Huie Zhu
    • 学会等名
      India-Japan Workshop on Biomolecular Electronics & Organic Nanotechnology for Environment Preservation-2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cyclosiloxane Derived Supramolecules: Synthesis and Application2018

    • 著者名/発表者名
      Huie Zhu, Buket Akkus, Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashtia, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      高分子・ハイブリッド材料研究センター2018PHyMシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cyclosiloxane Derived Supramolecules for Advanced Coatings and Adhesives2018

    • 著者名/発表者名
      Huie Zhu, Tillman Jan Buchtal, Shunsuke Yamamoto, Ali Demirci, Masaya Mitsuishi
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シルセスキオキサン含有ブロック共重合体LB膜をテンプレートとした多孔性SiO2超薄膜の作製2018

    • 著者名/発表者名
      石﨑 裕也, 山本 俊介, 宮下 徳治, 三ツ石方也
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多官能性ビルディングブロックのボトムアップ集積2018

    • 著者名/発表者名
      三ツ石方也
    • 学会等名
      第46回高分子学会東北支部夏季ゼミナール
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状シロキサンによるソフトマテリアルデザイン2017

    • 著者名/発表者名
      三ツ石 方也, デミルチ アリ, 朱 慧娥, 山本 俊介, 宮下 徳治
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環状シロキサンポリマーによるナノコーティング2017

    • 著者名/発表者名
      三ツ石 方也, 劉 一達, Ali Demirci, 朱 慧娥, 山本 俊介, 宮下 徳治
    • 学会等名
      第21回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cyclosiloxane Materials for Bottom-up Assemblies2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Mitsuishi, Yida Liu, Ali Demirci, Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      The Eighth International Conference on Materials Engineering for Resources (ICMR2017 AKITA)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flexible Hybrid Nanoparticle Assemblies for High Sensitive SERS and UV detection2017

    • 著者名/発表者名
      劉 一逹, 朱 慧娥, 山本 俊介, 渡辺 明, 宮下 徳治, 三ツ石 方也
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Photoinduced Silica Nanostructures Based on Cyclosiloxane Supramolecule Assemblies at Room Temperature2017

    • 著者名/発表者名
      朱 慧娥, Buket Akkus, 山本 俊介, 宮下 徳治, 三ツ石 方也
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid Nanoassemblies of Catechol-functionalized Cyclosiloxane Polymers for Optoelectronic Device Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Masaya Mitsuishi, Yida Liu, Ali Demirci, Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Tokuji Miyashita
    • 学会等名
      14th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環状シロキサン系ハイブリッドポリマー薄膜の構築2016

    • 著者名/発表者名
      三ツ石方也, 朱慧娥, 山本俊介, 宮下徳治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mitsuishi/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 三ツ石研究室/東北大学多元物質科学研究所

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mitsuishi/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mitsuishi/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/mitsuishi/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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