高分子鎖の実像観察に基づく高分子科学の新展開:近接場光学顕微鏡での実証的基礎研究

• 研究課題/領域番号: 18105005
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 伊藤 紳三郎 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50127049)
• 研究分担者: 大北 英生 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50301239) ; 青木 裕之 京都大学, 先端医工学研究ユニット, 准教授 (90343235) ; 辨天 宏明 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60422995)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 118,820千円 (直接経費: 91,400千円、間接経費: 27,420千円); 2010年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2009年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円); 2008年度: 29,250千円 (直接経費: 22,500千円、間接経費: 6,750千円); 2007年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2006年度: 46,410千円 (直接経費: 35,700千円、間接経費: 10,710千円)
• キーワード: 高分子構造 / 近接場光学 / 走査顕微鏡 / 蛍光法 / 単一分子鎖 / 高分子薄膜・表面 / 高分子薄膜 / 二次元空間 / 分子配向 / 蛍光分光法 / 走査型顕微鏡 / 分光法

研究概要

高分子科学において重要な10～100nmの空間領域を高感度で可視化できる近接場光学顕微鏡を用いて、高分子固体中の単一高分子鎖やナノ集合体を構成する分子鎖の分布や形態の実像を観測することに成功した。その結果、これまで統計的手法や解析モデルを用いて表現されてきた高分子材料のマクロな物性や機能を分子レベルから解析することが可能になった。

研究成果

• [雑誌論文] Relaxation of Single Polymer Chain in Poly(methyl methacrylate) Films under Uniaxial Extension Observed by Scanning Near-field Optical Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka, Toshikazu Takigawa, Toshiro Masuda
  • 雑誌名: Macromolecules in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Segmental Orientation of a single polymer chain in Langmuir-Blodgett films studied by defocus fluorescence Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki, Toshiaki Takahashi, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 43 ページ: 218-221
  • NAID: 10027789250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational relaxation of single polymer chains confined in a two-dimensional plane studied by scanning near-field optical microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Aoki, R.Sekine, T.Iwamoto, S.Ito
  • 雑誌名: Polymer Journal 42 ページ: 124-130
  • NAID: 10026363961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformation of Single Block Copolymer Chain in Two-Dimensional Microphase-Separated Structure Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryojun Sekine, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 7095-7100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformation of Single Homopolymer Chain in Microphase-Separated Block Copolymer Monolayer Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasunari Tamai, Ryojun Sekine, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: Macromolecules 42 ページ: 4224-4229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Affine Deformation of Single Polymer Chain in Poly(methyl methacrylate) Films under Uniaxial Extension Observed by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka, Toshikazu Takigawa, Toshiro Masuda
  • 雑誌名: Polymer 50 ページ: 3016-3021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chain End Distribution of Block Copolymer in Two-Dimensional Microphase-Separated Structure Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryojun Sekine, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 12865-12869
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microphase-Separated Structure Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Sekine, H.Aoki, S.Ito
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 12865-12869
  • 査読あり
• [雑誌論文] Affine Deformation of Single Polymer Chain in Poly(methyl methacrylate)Films under Uniaxial Extension Observed by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ube, H.Aoki, S.Ito, J.Horinaka, T.Takigawa, T.Masuda
  • 雑誌名: Polymer 50 ページ: 3016-3021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformation of Single Homopolymer Chain in Micro-Phase Separated Block Copolymer Monolayer Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tamai, R.Sekine, H.Aoki, S.Ito
  • 雑誌名: Macromolecules 42 ページ: 4224-4229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformation of Single Block Copolymer Chain in Two-Dimensional Microphase-Separated Structure Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Sekine, H.Aoki, S.Ito
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 7095-7100
  • 査読あり
• [雑誌論文] 近接場光学顕微鏡による高分子のナノ構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之
  • 雑誌名: 高分子論文集 66 ページ: 312-320
  • NAID: 10025094206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformation of Single Block Copolymer Chain in Two-Dimensional Microphase-Separated Structure Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryojun Sekine, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B (in press)
• [雑誌論文] Conformation of Single Poly(methyl methacrylate) Chains in an Ultra-Thin Film Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki, Sayuri Morita, Ryojun Sekine, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: Polym. J. 40 ページ: 274-280
  • NAID: 10021116826
• [雑誌論文] Nanosecond Dynamics of Poly(methyl methacrylate) Brushes in Solvents Studied by Fluorescence Depolarization Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki, Masafumi Kitamura, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 285-287
• [雑誌論文] Conformation of Single Poly (methyl methacrylate) Chains in an Ultra-Thin Film Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Aoki, S. Morita, R. Sekine, S. Ito
  • 雑誌名: Polymer Journal 40 ページ: 274-280
  • NAID: 10021116826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Molecule Imaging of Rotaxanes Immobilized on Glass Substrates : Observation of Rotary Movement (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Nishimura, Y. Takashima, H. Aoki, T. Takahashi, et. Al
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 120 ページ: 6166-6168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Benzylideneketone Dyes and Their Photochemical Propertiesas a Sensitizer for Alkali-developable Photopolymerization Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiro Yamashita, Satoshi Iniahashi, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: Dyes and Pigments 76 ページ: 748-753
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanosecond Dynamics of Poly (methyl methacrylate) Brushes in Solvents Studied by Fluorescence Depolarization (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Aoki, M. Kitamura, S. Ito
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 285-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization and Orientation of Homopolymer in Block Copolymer Lamella : A Near-Field Optical Microscopy Study (2007)
  • 著者名/発表者名: Jian Yang, Ryojun Sekine, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
  • 雑誌名: Macromolecules 40 ページ: 7573-7580
• [雑誌論文] Conformation of Single PMMA Chain in Uniaxially Stretched Film Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka, Toshikazu Takigawa
  • 雑誌名: Polymer 48 ページ: 6221-6225
• [雑誌論文] Conformation of Single PMMA Chain in Uniaxially Stretched Film Studied by Scanning Near-Field Optical (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ube, H. Aoki, S. Ito, J. Horinaka, T. Takigawa
  • 雑誌名: Polymer 48 ページ: 6221-6225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization and Orientation of Homopolymer in Block Copolymer Lamella: (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Yang, R. Sekine, H. Aoki, S. Ito
  • 雑誌名: Macromolecules 40 ページ: 7573-7580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-structure of polyimide and poly (isobutyl methacrylate) monolayer films studied by interlayer (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Ogi, H.Benten, S.Ito
  • 雑誌名: Thin Solid Films 515 ページ: 3107-3107
• [雑誌論文] 光ナノイメージング (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 紳三郎
  • 雑誌名: 高分子 55 ページ: 280-280
  • NAID: 10017538253
• [雑誌論文] The role of hard segments of aqueous polyurethane-urea dispersion in determining the colloidal characteristics (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Tawa, S.Ito
  • 雑誌名: Polymer Journal 38 ページ: 686-686
• [雑誌論文] ナノスケールでみる表面・界面領域での高分子鎖の形と分布 (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 紳三郎, 青木 裕之, 湯淺 毅
  • 雑誌名: 日本化学繊維研究所講演集 63 ページ: 69-69
  • NAID: 40015212590
• [学会発表] 超解像光学による界面/薄膜における単一高分子鎖の構造評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之
  • 学会等名: 日本化学会第91回春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 超解像光学顕微鏡による単一高分子鎖の構造観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之、森一樹、伊藤紳三郎
  • 学会等名: 第14回高分子表面研究討論会
  • 発表場所: 京都大学(宇治)
  • 年月日: 2011-01-28
• [学会発表] Direct Evaluation of Chain Dimension of Single Macromolecule by Super-Resolution Optical Microscopy Technique (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki, Kazuki Mori, Shinzaburo Ito
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] Direct Evaluation of Chain Dimension of Single Macromolecule by Super-Resolution Optical Microscopy Technique (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki, Kazuki Mori, Shinzaburo Ito
  • 学会等名: Pcifichem 2010
  • 発表場所: The Hawaii Convention Center (Honolulu, USA)
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] 単一高分子鎖の直接観察による外力下における鎖の形態とセグメント配向の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇部達、青木裕之、伊藤紳三郎、堀中順一
  • 学会等名: 第58回レオロジー討論会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台)
  • 年月日: 2010-10-06
• [学会発表] 単一分子の超解像観察による高分子鎖の構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森一樹、青木裕之、伊藤紳三郎
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 超解像光学顕微鏡による高分子材料の構造評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之、森一樹
  • 学会等名: 2010年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉)
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Dynamics of Single Polymer Chain Studied by Defocus Fluorescence Imaging Technique (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki, Toshiaki Takahashi, Shinzaburo Ito
  • 学会等名: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Dynamics of Single Polymer Chain Studied by Defocus Fluorescence Imaging Technique (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki, Toshiaki Takahashi, Shinzaburo Ito
  • 学会等名: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Conformation of Single Polymer Chain under the Uniaxial Extension Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka
  • 学会等名: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Conformation of Single Polymer Chain during the Extension and Relaxation Processes Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka
  • 学会等名: MACRO2010 : 43rd IUPAC World Polymer Congress
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] Conformation of Single Polymer Chain during the Extension and Relaxation Processes Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka
  • 学会等名: MACRO2010 : 43rd IUPAC World Polymer Congress
  • 発表場所: Glasgow Science Center(Glasgow, UK)
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] 近接場光学顕微鏡でみる外力下における単一高分子鎖の変形挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇部達、青木裕之、伊藤紳三郎、堀中順一
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 近接場光学顕微鏡による二次元ミクロ相分離構造中における単一分子鎖の形態評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉井康成、關根良潤、青木裕之、伊藤紳三郎
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] Properties of Single Polymer Chain Studied by Near-Field/Super-Resolution Optical Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Aoki
  • 学会等名: 6th Single Molecule Meeting
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Properties of single polymer chain studied by near-field/super-resolution optical microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Aoki
  • 学会等名: 6th Single Molecule Meeting
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Conformation of Single Polymer Chain in Uniaxally Stretched Film Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka
  • 学会等名: 11th Pacific Polymer Conference
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] Conformation of single polymer chain in uniaxially stretched film studied by scanning near-field optical microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ube, H.Aoki, S.Ito, J.Horinaka
  • 学会等名: 11th Pacific Polymer Conference
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] Scanning Near-Field Optical Microscopy Study for Single Homopolymer Chain Location and Orientation in Microphase-Separated Block Copolymer Monolayer (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasunari Tamai, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
  • 学会等名: 7th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] Scanning Near-Field Optical Microscopy Study for Single Homopolymer Chain Location and Orientation in Microphase-Separated Block Copolymer Monolayer (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tamai, H.Aoki, S.Ito
  • 学会等名: 7th Asia-Pacific conference on Near-Field Optics
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 近接場光学顕微鏡でみる絡み合い系における単一高分子鎖の伸長と緩和 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇部達、青木裕之、伊藤紳三郎、堀中順一
  • 学会等名: 第57回レオロジー討論会
  • 発表場所: 宇部全日空ホテル
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] 近接場光学顕微鏡による高分子単分子膜のミクロ相分離構造における単一分子鎖の形態評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉井康成、關根良潤、青木裕之、伊藤紳三郎
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 近接場光学顕微鏡でみる絡み合い系における単一高分子鎖の緩和挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇部達、青木裕之、伊藤紳三郎、堀中順一
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 近接場光学顕微鏡を用いたPMMA膜の伸長および緩和過程における単一高分子鎖の形態観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宇部達, 青木裕之, 伊藤紳三郎, 堀中順一
  • 学会等名: 第56回レオロジー討論会
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ
  • 年月日: 2008-10-08
• [学会発表] Single PMMA Chain under Uniaxial Extension and Stress relaxation Studied by Scanning Near-Field Optical (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ube, H. Aoki, J. Horinaka, S. Ito
  • 学会等名: The 10th Pacific Polymer conference
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2007-12-05
• [図書] 近接場光学顕微鏡による高分子材料の構造評価(近接場光のセンシング・イメージング技術への応用-最新のバイオ・化学・デバイス分野への展開-)(民谷栄一,朝日剛 監修)第10章 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 近接場光のセンシング・イメージング技術への応用 -最新のバイオ・化学・デバイス分野への展開(第10章) (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 近接場光学顕微鏡による高分子薄膜・表面領域のナノ空間観察(高分子表面・界面分析法の新展開) (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之、伊藤紳三郎
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 高分子表面・界面分析法の新展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之, 伊藤紳三郎
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: シーェムシー出版
• [図書] 近接場光学顕微鏡-光でみるナノの世界-(高分子先端材料One Point別巻 高分子分析技術最前線)(高分子学会編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 近接場光学顕微鏡 -光でみるナノの世界- (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木裕之
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: 共立出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://photo.polym.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://photo.polym.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://photo.polym.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://photo.polym.kyoto-u.ac.jp/research/snom/snom.html
• [備考]
  • URL: http://photo.polym.kyoto-u.ac.jp/