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高分子鎖結晶化挙動の高分解能in-situ AFM観察

研究課題

研究課題/領域番号 17K19147
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 高分子、有機材料およびその関連分野
研究機関山形大学

研究代表者

熊木 治郎  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (00500290)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード高分子の結晶構造 / 原子間力顕微鏡 / 折り畳み鎖結晶 / 結晶化メカニズム / 高分子超薄膜 / 高分子構造・物性 / 走査プローブ顕微鏡(AFM) / 高分子結晶 / 表面・界面物性
研究成果の概要

高分子の結晶化挙動は現在でも不明な点が多い。もし、結晶化過程を、分子鎖レベルで実像観察することができれば、高分子の結晶化挙動の理解が飛躍的に進むものと考えらえるが、現在まで観察に成功した例はない。我々は、イソタクチックポリメタクリル酸メチルの非晶単分子膜が高湿度下で結晶化する過程を、原子間力顕微鏡を用いて分子鎖レベルで観察することに成功した。①ラメラが分子鎖より短いユニットで段階的に結晶成長する様子、②ラメラ中で折り畳み鎖が協同的に滑って結晶化する様子、③結晶核の生成・成長する様子を分子レベルで観察することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来不可能であった高分子の結晶過程を分子鎖レベルで初めて実像観察に成功したものであり、観察された結果は、従来考えられてきた高分子結晶化のメカニズムを見直す知見を含んでいる。今後、さらに検討を進めることにより、高分子の結晶化メカニズムを分子レベルで明らかにできるものと期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3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 9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Atomic Force Microscopy of Single Polymer Chains on a Substrate at Temperatures above the Bulk Glass Transition Temperatures.2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Fujita, Kenshiro Frudate, Jiro Kumaki
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 168 ページ: 21-28

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2019.02.014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Real-Time Observation of Polymer Folded-Chain Crystallization by Atomic Force Microscopy at the Molecular Level.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ono, Jiro Kumaki
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 51 号: 19 ページ: 7629-7636

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.8b01428

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Combing of a Flexible Polymer Chain by Simple Spin Casting2018

    • 著者名/発表者名
      Chisato Shimanuki, Yuuma Matsuta, Ryo Fujita, Jiro Kumaki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 4 ページ: 3983-3990

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00325

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 単分子膜を用いた高分子鎖構造の原子間力顕微鏡観察の進展2017

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 66 ページ: 567-571

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] In Situ Real-Time AFM Observation of Polymer Folded-Chain Crystallization at the Molecular Level2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ono, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials in Yamagata University (IPOMY)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In Situ Real-Time Observation of Polymer Folded-Chain Crystallization by Atomic Force Microscopy at the Molecular Level2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ono, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2019
    • 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] 高分子鎖構造の原子間力顕微鏡観察2019

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 学会等名
      東北大学多元物質科学研究所講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高湿度下におけるit-PMMA単分子膜結晶化過程の高分解能実時間AFM観察2018

    • 著者名/発表者名
      小野裕貴、熊木治郎
    • 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] 高分子鎖構造の原子間力顕微鏡観察2018

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 学会等名
      高分子学会関東高分子若手研究会2018春の講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子鎖構造の原子間力顕微鏡観察2018

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 学会等名
      高分子学会東北支部夏季ゼミ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリ乳酸混合単分子膜を用いた伸び切り/折りたたみ鎖結晶の結晶化挙動AFM観察2018

    • 著者名/発表者名
      染谷紀哉、岩島健太、熊木治郎
    • 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] ポリ乳酸混合単分子膜を用いた伸び切り/折りたたみ鎖結晶の結晶化挙動AFM観察2018

    • 著者名/発表者名
      染谷紀哉、熊木治郎
    • 学会等名
      2018高分子学会東北支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In Situ Real-Time AFM Observation of Polymer Folded-Chain Crystallization at the Molecular Level2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ono, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AFMを用いた高分子鎖構造の直接観察2018

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 学会等名
      平成29年度東海シンポジウム(高分子学会東海支部)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization of Polymer Chain Structures in Two-Dimensional Films by Atomic Force Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kumaki
    • 学会等名
      2018 Special Seminar Series (The University of Akron)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystallization of Isotactic Poly(methyl methacrylate) Monolayer Observed by High-resolution Atomic Force Microscopy in Real Time2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ono, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-Time High-Resolution AFM of Crystallization Process of Isotactic Poly(methyl methacrylate) Monolayer under High Humidity2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ono, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Polymer Chain Structures in Two-Dimensional Films by Atomic Force Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kumaki
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium (JTBPS 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] Polymer Chain Structures Observed by Atomic Force Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kumaki
    • 学会等名
      Workshop: Recent Advances in Polymer Dynamics and Crystallization, University of Freiburg
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallization Behavior of Polymer Langmuir Monolayers Observed by High-Resolution Atomic Force Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Iwashima, Kenji Watanabe, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      International Discussion Meeting on Polymer Crystallization 2017 (IDMPC 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] 高湿度下でのit-PMMA単分子膜結晶化過程のin-situ AFM観察2017

    • 著者名/発表者名
      小野裕貴、熊木治郎
    • 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] 単分子膜を用いた高分子結晶の高分解能原子間力顕微鏡観察2017

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 学会等名
      第26回有機結晶シンポジウム(日本化学会有機結晶部会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高湿度下でのit-PMMA単分子膜結晶化過程のin-situ AFM観察2017

    • 著者名/発表者名
      小野裕貴、熊木治郎
    • 学会等名
      2017高分子学会東北支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 山形大学 熊木研究室

    • URL

      http://kumaki-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 山形大学教員情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/html/100000173_ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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