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高分子と金属ナノ細線または粒子との複合によるメタマテリアルの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K05794
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子化学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

岡本 茂  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50262944)

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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードblock copolymer / nanowire / nanoparticle / 高分子ブロック共重合体 / モルホロジー制御 / 金属微粒子 / 光機能 / ブロックコポリマー / 光材料 / 温度変化 / モルホロジー / ブロック共重合体 / 共連続ダブルネットワーク構造 / 秩序-秩序転移 / 共存 / 高分子構造・物性 / 自己組織化
研究成果の概要

異なる高分子を共有結合により連結した高分子ブロック共重合体は、その連結性がない異種高分子鎖の混合物が巨視的な相分離を引き起こすのに対し、その連結性のため構成高分子鎖の広がり程度の周期構造(ミクロ相分離構造)を形成する。そのミクロ相分離構造の形態(モルホロジー)の中で、3次元のネットワーク構造の一つである共連続ダブルジャイロイド(OBDG)構造を鋳型としてナノワイヤーを形成した。また、そのOBDG構造を小角X線散乱法により詳細に観察し、共連続ダブルダイヤモンド構造への秩序転移過程についても解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子ブロック共重合体は構造材料や機能性材料としてさまざまな分野に応用されている。その中で、本研究の成果は機能性光学材料やナノ配線への応用が期待される。特に、フォトニック結晶やメタマテリアルとしての光学的応用展開が期待される。高分子を用いたメタマテリアル材料はほとんど前例がないため、その一つのアプローチ例として産業応用だけでなく学術的にも貢献できると考えられる。

報告書

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

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] In Situ Polymorphic Alteration of Filler Structures for Biomimetic Mechanically Adaptive Elastomer Nanocomposites2018

    • 著者名/発表者名
      T. S. Natarajan, S. Okamoto, K. W. Stockelhuber, S. Wiessner, U. Reuter, D. Fischer, A. K. Ghosh, G. Heinrich, A. Das
    • 雑誌名

      ACS, Applied Materials & Interfaces

      巻: 10 号: 18 ページ: 16148-16159

    • DOI

      10.1021/acsami.8b03680

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Does an Intermediate Structure Exist in an Ordered Bicontinuous Double Diamond-Double Gyroid Transition? Singular Value Decomposition of Small-Angle X-ray Scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Okamoto, Koudai Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Materials Science, Japan

      巻: 66 ページ: 35-41

    • NAID

      130005289680

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Ordered Bicontinuous Double Diamond fabricated by a Block Copolymer with a tailored size distribution2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yamaoka, Koudai Suzuki, Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      IWEAYR 14
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dimensional change through apoptotic size expansion between same morphologies on temperature drop2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamura, Koudai Suzuki, Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      IWEAYR14
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic Polymers with Tunability Dramatically Enhanced by Immiscible Selective Solvents2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      PRCR2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SAXS and Paracrystal Study on Order-Order Transition of Ordered Bicontinuous Double Network Structures between Diamond and Gyroid2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      Macro2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ordered Bicontinuous Double Diamond Structure in Block Copolymers and Blend Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      KaSAM2018
    • 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] Highly Tunable Photonic Crystals: Control of Domain Spacings by Immiscible Selective Solvents and a Neutral Solvent2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      ASP2017
    • 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] Singular Value Decomposition Analysis on Nucleation and Growth of a new Gyroid Phase in an old Phase2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Okamoto and Koudai Suzuki
    • 学会等名
      25th Annual World Forum on Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Apoptotic" Size Expansion in a Self-Confined Bicontinuous Double Network Structure of Gyroid2017

    • 著者名/発表者名
      Koudai Suzuki and Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      International Conference on Technology and Social Science 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Singular-Value-Decomposition Analysis of SAXS in Order-Order Transition Between Ordered Bicontinuous Network Structures of Double Diamond and Double Gyroid Does an Intermediate Structure Exist?2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Okamoto
    • 学会等名
      Kathmandu Symposia on Advanced Materials - 2016
    • 発表場所
      Pokhara, Nepal
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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