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感熱応答性高分子の相転移・相分離過程のナノ秒・ミリ秒ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 18550002
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関北海道大学

研究代表者

坪井 泰之  北海道大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (00283698)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,020千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードコイル / グロビュール / 刺激応答性高分子 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / ポリビニルメチルエーテル / ゲル / 体積相転移 / 蛍光プローブ / 近赤外レーザー / ラマンシフタ
研究概要

ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PIPAと略記)やポリビニルメチルエーテルは代表的な感熱応答性高分子である。水溶液中では室温では均一に溶解しているが、10K程度の温度上昇により、コイル→グロビュール型の構造変化を起こし(相転移)、水相/高分子相へと相分離する。このような相転移と引き続く相分離のダイナミックスを明らかにする(時定数を計測する)のが本研究の目的である。
1)相分離時定数と分子量の相関関係を解明した。この結果に基づき、「水溶液中で絡み合っいる高分子鎖は、あたかも架橋したゲルのように振舞う」と考えれば、「水溶液の相分離」は「架橋ゲルの体積相転移(収縮)」と同様のモデル(式)で既述できることを明らかにした。この成果は、Y. Tsuboi et al.: J. Phys. Chem. B 2008;112(9);2562-2565にて、速報として掲載された。
2)蛍光ラベルしたPIPAを試料として用い、コイル型からグロビュール型への相転移のダイナミクスを計測した。この蛍光プローブは、水和の程度に応じて蛍光極大波数が鋭敏にシフトするという性質を有している。構築したレーザー温度ジャンプ型時間分解分光システムを駆使し、温度ジャンプ後の蛍光ダイナミックストークスシフトを追跡し、相転移を時定数を始めて決定できた(35μs)。この成果は、第57回高分子学会年次大会にて発表する(2Pf096)。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (26件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (8件) 図書 (4件) 備考 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Phase Separation Dynamics of Aqueous Solutions of Thermo-Responsive Polymers Studied by a Laser T-Jump technique2008

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 雑誌名

      J. Phys. Chgem. B 112

      ページ: 2562-2565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Laser-Induced Reversible Volume Phase Transition of a Poly (N-isopropylacrylamide) Gel Explored by Raman Microspcetroscopy"2008

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 雑誌名

      Polymer J. 40

      ページ: 367-374

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "レーザーで拓く刺激応答性高分子の新展開"2008

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 雑誌名

      光化学 39

      ページ: 32-36

    • NAID

      10021068933

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in polyvinylpyriolidone solution2008

    • 著者名/発表者名
      辻 剛志
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci. 254

      ページ: 5224-5230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Nanohole Processing on a Polymer Film Based on the Laser-Induced Superheatingof Au Nanoparticles"2008

    • 著者名/発表者名
      山田和志
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 1(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Laser-Induced Shock Wave Can Spark Triboluminescence of Amorphous Sugars"2008

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 112(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Separation Dynamics of Aqueous Solutions Of Thermo-Responsive Polymers Studied by a Laser T-Jump technique2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsuboi, Y. Yoshida, K. Okada, N. Kitamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem B 112

      ページ: 2562-2565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser-Induced Reversible Volume Phase Transition of a Poly(N-isopropylacrylamide) Gel Explored by Raman Microspcetroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuboi, M. Nishino, N. Kitamura
    • 雑誌名

      Polymer J 40

      ページ: 367-374

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Advanced Laser Chemistry of Stimuli-Responsive Polymers2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuboi
    • 雑誌名

      Hikari Kagaku 39

      ページ: 32-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in polyvinylpyrrolidone solution2008

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, Y. Tsuboi, M. Tsuji
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci 254

      ページ: 5224-5230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanohole Processing on a Polymer Film Based on the Laser-Induced Superheating of Au Nanoparticles2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada, T. Itoh, Y. Tsuboi
    • 雑誌名

      Appl. Phys, Exp. 1(In press)

    • NAID

      10025082145

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser-Induced Shock Wave Can Spark Triboluminescence of Amorphous Sugars2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuboi, T. Seto, K. Kitamurta
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 112(In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Separation Dynamics of Aqueous Solutions of Thermo-Responsive Polymers Studied by a Laser T-Jump technique2008

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之*・吉田康弘・喜多村 昇
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 112

      ページ: 2562-2565

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Separation of Aqueous Poly (vinyl methyl ether) Solutions Induced by the Photon Pressure of a Focused Near-Infrared Laser Beam2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn 80

      ページ: 1926-1931

    • NAID

      10019824879

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanosecond-time-resolved studies in Liquids. An Approach to Investigating the Formation Mechanism of Nanoparticles2007

    • 著者名/発表者名
      辻 剛志
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      ページ: 1533-1536

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser-Induced Forward Transfer of Luciferase onto a PDMS Microchip as an ATP Sensor2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci. 253

      ページ: 8422-8427

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization of Lysozyme Based on Molecular Assembling by Photon Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

    • NAID

      210000063842

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Separation of Aqueous Poly(vinyl methyl ether) Solutions Induced by the Photon Pressure of a Focused Near-Inferaed Laser Beam2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsuboi, M. Nishino, Y. Matsuo, K. Ijiro, N. Kitamura
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn 80

      ページ: 1926-1931

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanosecond-time-resolved studies in Liquids. An Approach to In vestigating the Formation Mechanism of Nanoparticles2007

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, Y. Tsuboi, M. Tsuji
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 46

      ページ: 1533-1536

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser-Induced Forward Transfer of Luciferase onto a PDMS Microchip as an ATP Sensor2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsuboi, Y. Furuhata, N. Kitamura
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci 253

      ページ: 8422-84276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization of Lysozyme Based on Molecular Assembling by Photon Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuboi, T. Shoji, N. Kitamura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 46

    • NAID

      210000063842

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Separation of Aqueous Poly(vinyl methyl ether)Solutions Induced by the Photon Pressure of a Focused Near-Infrared Laser Beam2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之*・西野正行・喜多村 昇(他2名)
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn 80

      ページ: 1926-1931

    • NAID

      10019824879

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanosecond-time-resolved studies in Liquids. An Approach to Investigating the Formation Mechanism of Nanoparticles2007

    • 著者名/発表者名
      辻 剛志*・坪井泰之(他2名)
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      ページ: 1533-1536

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser-Induced Forward Transfer of Luciferase onto a PDMS Microchip as an ATP Sensor2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之*・古畑庸介・喜多村 昇
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci. 253

      ページ: 8422-8427

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization of Lysozyme Based on Molecular Assembling by Photon Pressure2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之*・東海林竜也・喜多村 昇
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

    • NAID

      210000063842

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオマテリアルとレーザープロセシング : マイクロチップ作製を例にして2006

    • 著者名/発表者名
      古畑庸介
    • 雑誌名

      「21世紀のレーザー技術」研究2006(レーザー学会) OQD-356

      ページ: 251-251

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 光-分子強結合反応場における多光子反応誘起2008

    • 著者名/発表者名
      坪井 泰之
    • 学会等名
      2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日大船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] "レーザー温度ジャンプ法による感熱応答性高分子水溶液の相分離/相転移ダイナミックスの研究"2008

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] "Pulsed/CW Laser Chemistry of Bio- and Soft Materials" (招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      坪井 泰之
    • 学会等名
      International Conference on Fundamentals of Laser Assisted Micro- & Nanotechnologies: FLAMN-07
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] "光圧で誘起されるゲルの体積相転移:ゲル中の水の構造解析"2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 学会等名
      2007光化学討論会
    • 発表場所
      信州大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Pulsed/CW Laser Chemistry of Bio-and Soft Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      International Conference on Fundamentals of Laser Assisted Micro-& Nanotechnologies: FLAMN-07
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] "Pulsed/CW Laser Chemistry of Bio- and Soft Materials"2007

    • 著者名/発表者名
      坪井 泰之
    • 学会等名
      International Conference on Fundamentals of Laser Assisted Micro- & Nanotechnologies: FLAMN-07
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] "バイオマテリアルのレーザー化学"(招待講演)2006

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之
    • 学会等名
      2006年秋季 第67回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      於 立命館大学.
    • 年月日
      2006-08-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] "感熱応答性高分子水溶液のパルスレーザー誘起相分離(3)相分離時定数の分子量依存性"2006

    • 著者名/発表者名
      吉田康弘
    • 学会等名
      2006光化学討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 最先端レーザープロセッシングの基礎と応用2007

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之(共編・共著)
    • 総ページ数
      360
    • 出版者
      オーム社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
  • [図書] 最新レーザープロセッシングの基礎と産業応用2007

    • 著者名/発表者名
      坪井 泰之(共編・共著)
    • 総ページ数
      286
    • 出版者
      電気学会/オーム社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] レーザープロセシング応用便覧2006

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之(共編・共著)
    • 総ページ数
      589
    • 出版者
      NGTコーポレーション
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
  • [図書] 酵素開発・利用の最新技術2006

    • 著者名/発表者名
      坪井泰之(共著)
    • 総ページ数
      307
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2006 実績報告書
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://ac12.sci.hokudai.ac.jp/tsuboi/tsuboi.html

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://ac12.sci.hokudai.ac.jp/tsuboi/tsuboi.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 金属構造体2006

    • 発明者名
      坪井 他
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-182637
    • 出願年月日
      2006-06-30
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] レーザー照射型外来物質導入デバイス2006

    • 発明者名
      坪井 他
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-190630
    • 出願年月日
      2006-07-11
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] レーザー加工方法及び装置2006

    • 発明者名
      坪井 他
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権番号
      2006-061912
    • 出願年月日
      2006-03-07
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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