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らせん状ポリマーブラシの局所構造および力学特性解析

研究課題

研究課題/領域番号 16J06889
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子化学
研究機関九州大学

研究代表者

佐藤 雅尚  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードポリマーブラシ / らせん高分子 / 表面開始リビングアニオン重合 / 包接錯体 / らせん構造 / フラーレン / 螺旋構造
研究実績の概要

本研究は,片末端が基材表面に対して高密度に固定化された,らせん状ポリマーの構造および力学物性に関する詳細な知見を得ることを目的としている.これま
でに表面開始リビングアニオン重合法に基づき新規らせん状ポリマーブラシの創製およびそのらせん構造の分子包接能評価を成し遂げている.
本年度は,らせん状ポリマーブラシに対するさらなる機能性付与を実現するために,ポリマーブラシの側鎖部位への分子導入を試みた.これまでに報告されているポリマーブラシの側鎖部位への機能性付与は,ポリマーブラシ調製時に用いるモノマー種の選択により達成される.一方で,側鎖に機能性部位を有するモノマーは,反応性,溶解性などの観点から重合手法に限界がある.側鎖にカルボニル基を有するPMMAは,種々のアルコール,アミンなどと水素結合を形成する.そこで表面開始リビングアニオン重合法に基づき調製したPMMAブラシに対して,機能性部位を有するアルコールを相互作用させることにより,らせん状ポリマーブラシ側鎖への機能付与を目指した.キラル化合物とメタクリレート系高分子の分子間相互作用に基づくらせん構造形成におよぼす立体規則性の影響を評価するためのモデル系として,様々な立体規則性を有するPMMAを調製しその構造解析を行った.温度変調型の核磁気共鳴(NMR)および赤外吸収分光(IR)測定に基づき,PMMAとキラル分子が水素結合により相互作用を生じていることを明らかにした.キラル分子と相互作用を生じたPMMAをスピンキャスト法により製膜し,円偏光二色性(CD)および振動円二色性(VCD)測定に基づき構造解析を行った結果,アルコール化合物と相互作用したPMMAは立体規則性に応じて異なる構造を形成することが明らかとなった.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] 清華大学(台湾)/交通大学(台湾)(その他の国・地域 台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 交通大学/清華大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 清華大学/交通大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of polymer brushes with well-controlled stereoregularity and evaluation of their functional properties2018

    • 著者名/発表者名
      Hirai Tomoyasu、Sato Masanao、Kato Tomoki、Shimamoto Hitoshi、Uno Kiyu、Otozawa Nobuyuki、Takahara Atsushi
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 50 号: 10 ページ: 931-939

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0078-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of High-Density Polymer Brushes with a Multihelical Structure2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Tomoki、Sato Masanao、Shimamoto Hitoshi、Uno Kiyu、Yokomachi Kazutoshi、Konishi Yuko、Kamitani Kazutaka、Nishibori Maiko、Ohta Noboru、Ishige Ryohei、White Kevin L.、Otozawa Nobuyuki、Hirai Tomoyasu、Takahara Atsushi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 10 ページ: 3283-3288

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b04167

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of High-Density Helical Polymer Brush on Silica Nanoparticles for the Size Recognition of Fullerene Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Masanao、Kato Tomoki、Shimamoto Hitoshi、Kamitani Kazutaka、Ohta Noboru、Hirai Tomoyasu、Takahara Atsushi
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 7 号: 2 ページ: 148-152

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.7b00906

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Reaction Mechanism for Oxidation Coupling Reaction of 3-Hexylthiophene using X-ray Absorption Fine Structure (XAFS)2017

    • 著者名/発表者名
      2)Tomoyasu Hirai, Masanao Sato, Yusuke Nagae, Kazutaka Kamitani, Yuko Konishi, Kazutoshi Yokomachi, Maiko Nishibori, Atsushi Takahara
    • 雑誌名

      Adv. X-Ray. Chem. Anal.

      巻: 46

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of constraint surface dynamics of polystyrene thin films by functionalization of a silsesquioxane cage2016

    • 著者名/発表者名
      1)Taiki Hoshino, Shiki Nojima, Masanao Sato, Tomoyasu Hirai, Yuji Higaki, So Fujinami, Daiki Murakami, Shigesaburo Ogawa, Hiroshi Jinnai, Atsushi Takahara, Masaki Takata
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 105 ページ: 487-499

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2016.08.040

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キラル化合物と立体規則性ポリメタクリル酸メチルの相互作用の分子特性解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅尚, 陳 法仲, 楊 愷潔, Ming-Chia Li, Rong-Ming Ho, 平井智康, 高原 淳
    • 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] 立体規則性ポリメタクリル酸メチルブラシを用いた高次フラーレンの選択分離2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅尚,平井智康,高原 淳
    • 学会等名
      平成29年度 繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シリカ微粒子上に調製した立体規則性ポリメタクリル酸メチルブラシの分子包接挙動評価2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅尚,平井智康,高原 淳
    • 学会等名
      第55回日本接着学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Separation of Higher Fullerenes Using Syndiotactic Poly(methyl methacrylate) Brush Grafted on Silica Nano Particle2017

    • 著者名/発表者名
      Masanao Sato, Tomoyasu Hirai, Atsushi Takahara
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フラーレンを内包したらせん状ポリメタクリル酸メチルブラシの分子鎖凝集構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅尚,平井智康,高原 淳
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Size Recognition and Selective Separation of Higher Fullerenes using Helical Poly(methyl methacrylate) Brushes2017

    • 著者名/発表者名
      Masanao Sato, Tomoyasu Hirai, Atsushi Takahara
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of separation property of syndiotactic poly(methyl methacrylate) brush for higher fullerene2017

    • 著者名/発表者名
      Masanao Sato, Tomoyasu Hirai, Atsushi Takahara
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Symposium on Polymeric Materials for Future
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Evaluation of Encapsulation Property of Spherical Nano Carbon in High-Density Helical Poly(methyl methacrylate) Brush2016

    • 著者名/発表者名
      Masanao Sato, Tomoyasu Hirai, Atsushi Takahara
    • 学会等名
      1)The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2016)
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 立体規則性ポリメタクリル酸メチルブラシへのナノカーボン包接挙動と分子鎖凝集構造評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅尚,平井智康,高原 淳
    • 学会等名
      第65回 高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学 横浜キャンパス
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Encapsulation Property for Polymer Brush on the basis of Controlling Stereoregularity2016

    • 著者名/発表者名
      Masanao Sato, Tomoyasu Hirai, Atsushi Takahara
    • 学会等名
      第65回 高分子年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ポリメタクリル酸メチルブラシの立体規則性精密制御およびフラーレン内包挙動評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅尚,平井智康,高原 淳
    • 学会等名
      平成28年度九州表面・真空研究会2016
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス総合理工学府
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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