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ナノチップカロリメトリによる高分子ナノ材料のガラス転移機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K05907
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・繊維材料
研究機関福井大学

研究代表者

佐々木 隆  福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (50242582)

研究分担者 入江 聡  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (90313733)
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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード高分子 / 熱物性 / ガラス転移 / ナノ材料 / 高分子ナノシェル / ダイナミックス / 高分子構造・物性
研究成果の概要

ナノサイズの高分子材料の耐熱性や力学的性質はサイズとともに大きく変化することが知られているが、その原因は解明されていない。本研究では、ガラス転移温度(軟化温度)で起こる現象に着目し、その機構に関する新たなモデル(SCCモデル)を提案した。薄膜や微粒子などのさまざまな高分子ナノ材料についてそれらの熱物性をナノチップカロリメトリという新規の手法で測定したところ、SCCモデルによりナノ材料のガラス転移現象を定性的に説明することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノテクノロジーの進歩とともにプラスチックに代表される高分子物質を用いたナノサイズの材料(微粒子や超薄膜など)は、新素材やナノデバイスの開発に貢献することが期待されている。このような開発においては、ナノ材料に特有の物性を十分に理解することが材料の適応性や安全性の面からも不可欠である。本研究の成果は、表面・界面の効果を新規のモデルに導入することで、高分子ナノ材料の特異な熱的性質が説明できた点はとくに大きな成果であり、その学術的意義は大きい。

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

    (10件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Glass transition at the polystyrene/polyethylene glycol interface observed via contact angle measurements2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, K. Hiraki, A. Athirah, K. Matsuta and N. Takeuchi
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 51 号: 5 ページ: 481-488

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0163-2

    • NAID

      40021935867

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Segmental dynamics of free-standing and supported polymer thin films predicted from a surface-controlled model2019

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, T. Nakane and A. Sato
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 172 ページ: 265-271

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2019.04.007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperativity of dynamics in supercooled polymeric materials and its temperature dependence predicted from a surface controlled model2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Akinori、Sasaki Takashi
    • 雑誌名

      European Polymer Journal

      巻: 99 ページ: 485-494

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2018.01.003

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid crystallization and mesophase formation of poly(L-lactic acid) during precipitation from a solution2018

    • 著者名/発表者名
      Syazwan Muhammad、Sasaki Takashi
    • 雑誌名

      e-Polymers

      巻: 0 号: 4 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1515/epoly-2017-0247

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高分子ダイナミックスにおける協同運動性とその温度依存性の表面制御CRRモデルによる検討2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木隆、佐藤諒典、中根 樹
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Substituents on Polymer Glass Transition Dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki
    • 学会等名
      The EMN Polymer Meeting 2017
    • 発表場所
      The Crowne Plaza (Auckland, New Zealand)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AC nano-calorimetry study of the crystallization of poly(L-lactic acid) thin films2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, K. Kamiya, S. Katano
    • 学会等名
      8th International and 10th Japan-China Joint Symposium on Calorimetry and Thermal Analysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ACナノカロリメトリによるポリL乳酸薄膜の結晶化における界面効果の検証2017

    • 著者名/発表者名
      神谷啓太,片野修吾,佐々木隆
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mesophase formation and rapid crystallization of poly(L-lactic acid) during precipitation2017

    • 著者名/発表者名
      M. Syazwan, T. Sasaki
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子のガラス転移における協同運動性とフラジリティへの置換基効果2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤諒典、笹井太一朗、佐々木隆
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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