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スイッチング包接体の合成および自己組織化構造と相転移挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17909
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高分子化学
研究機関東京大学

研究代表者

前田 利菜  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (90771725)

研究協力者 上沼 駿太郎  
小林 諒太  
河西 健吾  
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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード自己組織化 / 超分子 / ポリロタキサン / ブロック共重合体 / ナノシート / ポリマー / 環状分子 / シクロデキストリン / 力学物性 / 小角X線散乱 / 広角X線散乱 / ミクロ相分離 / ナノ材料 / 高分子構造・物性 / 構造・機能材料 / 高分子合成
研究成果の概要

本研究では、超分子を利用した新規高分子自己組織化材料を創成した。超分子構造の一種であるポリロタキサンを応用し、環状分子シクロデキストリンが軸分子ブロック共重合体上で自由に動く様々な超分子ポリマー錯体を新規に合成した。環状分子の積層体の軸分子上の位置によって得られるポリマーの力学物性が制御できることが明らかになった。また、驚くべきことに擬ポリロタキサンの状態で薄さ10-20nm、大きさ1-2μmほどの非常にアスペクト比のナノシート構造ができていることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

私たちの身の回りの様々な有機材料(個装材料、車の内装材料、タイヤ、容器、電子部品)などの硬さや割れにくさ、しなやかさ、耐熱性などの性質は、有機材料内部の分子の自己組織化(似ている分子がお互いにより集まる性質)によって大きく左右される。本研究ではポリロタキサンというネックレス状の新しい分子を用いることで、分子の自己組織化構造を操る新手法を解明した。

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

    (21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 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Drastic Change of Mechanical Properties of Polyrotaxane Bulk: ABA-BAB Sequence Change Depending on Ring Position2019

    • 著者名/発表者名
      Uenuma Shuntaro、Maeda Rina、Kato Kazuaki、Mayumi Koichi、Yokoyama Hideaki、Ito Kohzo
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 8 号: 2 ページ: 140-144

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.8b00896

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled Structure of Polyrotaxane Consisting of β-Cyclodextrin and Poly(ethylene oxide)-block-poly(propylene oxide)-block-poly(ethylene oxide) Triblock Copolymer in Bulk System2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Uenuma, Rina Maeda, Shoko Takahashi, Kazuaki Kato, Hideaki Yokoyama, and Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 号: 8 ページ: 991-993

    • DOI

      10.1246/cl.160490

    • NAID

      130005254630

    • 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] Force-responsive hydrogel made of block polyrotaxane2018

    • 著者名/発表者名
      Rina Maeda, Masayuki Taniguchi Shuntaro Uenuma, Koichi Mayumi, Hideaki Yokoyama, Kohzo Ito
    • 学会等名
      1st International Conference of 4D Materials and Systems
    • 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 stretchable self-recovering and adhesive polyrotaxane thermoplastic elastomer2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda, R.; Uenuma, S.; Kobayashi, R.; Mayumi, K.; Yokoyama, H.; Ito, K.
    • 学会等名
      American Chemical Society Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polyrotaxane made of a self-assembling cyclodextrins with weak hydrophobic interactions shows viscoelastic, self-recovering and self-adhering property2018

    • 著者名/発表者名
      Rina Maeda
    • 学会等名
      第19回国際シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polyrotaxane thermoplastic elastomer shows large tand, shape-recovering and self-adhering property2018

    • 著者名/発表者名
      Rina Maeda
    • 学会等名
      CEMSupra2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-assembled Structure and Mechanical Properties of Polyrotaxane Consisting of Triblock Copolymer as a Main Chain2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Uenuma
    • 学会等名
      CEMSupra2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリロタキサンの階層的自己組織化を利用した熱可塑性エラストマーの創成2017

    • 著者名/発表者名
      前田利菜
    • 学会等名
      第34回シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] β-CDとPEO-PPO-PEOトリブロックコポリマーからなるポリロタキサンの自己組織化構造の制御2017

    • 著者名/発表者名
      上沼駿太郎
    • 学会等名
      第34回シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高いエネルギー散逸と自己形状回復性を有するポリロタキサンTPE2017

    • 著者名/発表者名
      前田利菜
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トリブロック共重合体を軸分子としたポリロタキサンの自己組織化構造2017

    • 著者名/発表者名
      上沼駿太郎
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 環状分子の自己組織化を利用したポリロタキサンTPE2017

    • 著者名/発表者名
      前田利菜
    • 学会等名
      第66回高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸分子にトリブロック共重合体を用いた ポリロタキサンが形成する自己組織化構造の制御2017

    • 著者名/発表者名
      上沼駿太郎
    • 学会等名
      第66回高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高いエネルギー散逸と自己形状回復性を有するポリロタキサンTPE2017

    • 著者名/発表者名
      前田利菜
    • 学会等名
      第57回TPE技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic self-assembly and physical properties of polyrotaxane thermoplastic elastomer2016

    • 著者名/発表者名
      Rina Maeda, Shuntaro Uenuma, Mayumi Koichi, Hideaki Yokoyama and Kohzo Ito
    • 学会等名
      The 11th SPS International Polymer Conference
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center(Hakata, Fukuoka)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Meso-scale structure of polyrotaxane consisting of triblock copolymer as a main chain2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Uenuma, Rina Maeda, Shoko Takahashi, Kazuaki Kato, Hideaki Yokoyama, and Kohzo Ito
    • 学会等名
      The 11th SPS International Polymer Conference
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center(Hakata, Fukuoka)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic self-assembly of polyrotaxane thermoplastic elastomer2016

    • 著者名/発表者名
      Rina Maeda, Shuntaro Uenuma, Mayumi Koichi, Hideaki Yokoyama and Kohzo Ito
    • 学会等名
      2016 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts (US)
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的な自己組織化構造を有するポリロタキサン熱可塑性エラストマー2016

    • 著者名/発表者名
      前田利菜、上沼駿太郎、眞弓皓一、横山英明、伊藤耕三
    • 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(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 軸分子にトリブロック共重合体を用いたポリロタキサンの自己組織化構造2016

    • 著者名/発表者名
      上沼駿太郎、前田利菜、高橋祥子、加藤和明、眞弓皓一、横山英明、伊藤耕三
    • 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(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的な自己組織化構造を有するポリロタキサンからなる熱可塑性エラストマー2016

    • 著者名/発表者名
      前田利菜, 上沼駿太郎, 眞弓皓一, 横山英明, 伊藤耕三
    • 学会等名
      第33回シクロデキストリンシンポジウム
    • 発表場所
      かがわ国際会議場(香川県高松市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] β-シクロデキストリンとPEO-PPO-PEOトリブロック共重合体からなるポリロタキサンの自己組織化構造2016

    • 著者名/発表者名
      上沼駿太郎, 前田利菜, 高橋祥子, 加藤和明, 眞弓皓一, 横山英明, 伊藤耕三
    • 学会等名
      第33回シクロデキストリンシンポジウム
    • 発表場所
      かがわ国際会議場(香川県高松市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 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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