高分子一本鎖のナノサイエンス

• 研究課題/領域番号: 18685028
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 東北大学 (2008); 東京工業大学 (2006-2007)
• 研究代表者: 中嶋 健 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (90301770)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 30,030千円 (直接経費: 23,100千円、間接経費: 6,930千円); 2008年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2007年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2006年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: 高分子一本鎖 / 原子間力顕微鏡 / ナノフィッシング / エントロピー弾性 / 粘弾性 / 熱雑音スペクトル / バネ定数 / 粘性係数 / スペクトルアナライザ / 持続長 / 固有粘度

研究概要

高分子一本鎖を釣り上げる。1986年の原子間力顕微鏡発明によってそのようなことが可能になり、高分子科学の基礎中の基礎を研究できるようになった。本研究では、従来行ってきた「ナノフィッシング」と研究代表者自身が名付けた手法による高分子一本鎖のエントロピー弾性(ゴム弾性の源泉)に関する研究のみならず、粘性(はちみつのようなねばねばの源泉)についても議論できるようにするべく、装置を改良しつつ研究を推進した。従来、この分野は理論先行の学問であったが、数多ある理論に対して実験的確証を与えられるようになった。それが本研究の最大の成果であると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] 原子間力顕微鏡でみえてくるもの (2009)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 健, 西 敏夫
  • 雑誌名: 日本接着学会誌 45(4) ページ: 150-157
  • NAID: 10025189539
• [雑誌論文] Nanorheological Investigation of Polymeric Surfaces by Atomic Force Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Nagai, S. Fujinami, K. Nakajima, T. Nishi
  • 雑誌名: Compos. Interf 16 ページ: 13-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Progress of Nanomechanical Mapping, Chinese J. Polym (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nishi, S. Nagai, S. Fujinami, K. Nakajima
  • 雑誌名: Chinese J. Polym. Sci 27 ページ: 37-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanorheological Investigation of Polymeric Surfaces by Atomic Force Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Nagai, S. Fujinami, K. Nakajima, T. Michi
  • 雑誌名: Composite Interface 16 ページ: 13-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] 原子間力顕微鏡による高分子材料表面の物性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健, 藤波想, 西敏夫
  • 雑誌名: 色材協会誌 81(9) ページ: 354-360
  • NAID: 10021998959
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ力学物性測定の最近の進展 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永井さえ, 藤波想, 中嶋健, 西敏夫
  • 雑誌名: 日本レオロジー学会誌 36(2) ページ: 99-106
  • NAID: 10025542172
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ力学物性測定の最近の進展 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永井さえ、藤波想、中嶋健、西敏夫
  • 雑誌名: 日本レオロジー学会誌 36 ページ: 99-106
  • NAID: 10025542172
  • 査読あり
• [雑誌論文] 原子間力顕微鏡による高分子材料表面の物性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健、藤波想、西敏夫
  • 雑誌名: 色材協会誌 81 ページ: 354-360
  • NAID: 10021998959
• [雑誌論文] 高分子一本鎖のフォース・スペクトロスコピー (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健, 大野直人, 渡辺謙治, 西敏夫
  • 雑誌名: 高分子論文集 64(7) ページ: 441-451
  • NAID: 10019555673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanomechanical mapping of carbon black reinforced natural rubber by atomic force microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nishi, H. Nukaga, S. Fujinami, K. Nakajima
  • 雑誌名: Chinese J. Polym. Sci 25 ページ: 35-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高分子一本鎖のフォース・スペクトロスコピー (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 健、大野直人、渡辺謙治、西 敏夫
  • 雑誌名: 高分子論文集 64・7 ページ: 441-451
  • NAID: 10019555673
  • 査読あり
• [雑誌論文] AFMによる単一高分子鎖のナノカ学物性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 健
  • 雑誌名: 高分子 56・6 ページ: 434-434
• [雑誌論文] 原子間力顕微鏡によるカーボンブラック充てん天然ゴムの力学物性評価 (2006)
  • 著者名/発表者名: 額賀英幸, 藤波想, 渡部浩行, 中嶋健, 西敏夫
  • 雑誌名: 日本ゴム協会誌 79(11) ページ: 509-515
  • NAID: 10020984769
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゴムの非アフィン変形と単鎖の変形 (2006)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健, 渡部浩行, 大野直人, 永山聡士, 渡辺謙治, 西敏夫
  • 雑誌名: 日本ゴム協会誌 79(10) ページ: 466-471
  • NAID: 10017957360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscience of Single Polymer Chains Revealed by Nanofishing (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 雑誌名: Chem. Rec 6(5) ページ: 249-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Force Spectroscopy on a Single Polymer Chain (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Watabe, K. Nakajima, Y. Sakai and T. Nishi
  • 雑誌名: Macromolecules 39(17) ページ: 5921-5925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single polymer chain rubber elasticity investigated by atomic force microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, H. Watabe and T. Nishi
  • 雑誌名: Polymer 47 ページ: 2505-2510
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single polymer chain rubber elasticity investigated by atomic force microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Nakajima, H.Watabe, T.Nishi
  • 雑誌名: Polymer 47 ページ: 2505-2505
• [雑誌論文] Solvent Effects on Single Polymer Chain Physics Investigated by Atomic Force Microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Nakajima, H.Watabe, T.Nishi
  • 雑誌名: Kautschuk Gummi Kunststoffe 5・06 ページ: 256-256
• [雑誌論文] Dynamic Force Spectroscopy on a Single Polymer Chain (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Watabe, K.Nakajima, Y.Sakai, T.Nishi
  • 雑誌名: Macromolecules 39 ページ: 5921-5921
• [雑誌論文] Nanoscience of Single Polymer Chains Revealed by Nanofishing (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Nakajima, T.Nishi
  • 雑誌名: The Chemical Record 6 ページ: 249-249
• [雑誌論文] 高分子鎖のナノフィッシング (2006)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 健, 西 敏夫
  • 雑誌名: 化学 61・3 ページ: 66-66
• [雑誌論文] 高分子鎖1本の粘弾性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 中嶋 健, 西 敏夫
  • 雑誌名: 熱測定 33・4 ページ: 183-183
  • NAID: 10029865907
• [学会発表] Single Polymer Chain Physics Investigated by AFM-based Nanofishing (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: de Gennes Discussion Conference
  • 発表場所: Chamonix, France
  • 年月日: 2009-02-03
• [学会発表] Single polymer Chain physics investigated by AFM-based nanofishing (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: de Gennes Discussion Conference
  • 発表場所: Chamonix, France
• [学会発表] Comparison between Static & Dynamic Nanofishing Techniques of a Single Polymer Chain (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 発表場所: Atagawa, Japan
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] 原子間力顕微鏡が切り拓くナノ力学物性計測-一本鎖からナノ材料まで-(招待講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健, 西敏夫
  • 学会等名: 文科省科研費特定領域「非平衡ソフトマター物理学の創成 : メソスコピック系の構造とダイナミクス」第2回公開シンポジウム「メソスコピック系の構造とダイナミクス最前線」
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-01-08
• [学会発表] Comparison between Static & Dynamic Nanofishing Techniques of a Single Polymer Chain (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: 16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM 16)
  • 発表場所: Atagawa, Japan
• [学会発表] Recent Progress in Nanofishing of Single Polymer Chains (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: International Symposium on Polymer Physics (PP'2008)
  • 発表場所: Xiamen, China
• [学会発表] Nanofishing of a Single Polymer Chain (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: International Symposium on Engineering Micro/Nano-Materials based on Self-Assembling and Self-Organization (ISEM2008)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] ナノフィッシングが切り拓く高分子基礎科学(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健
  • 学会等名: 日本ゴム協会関東支部第49回講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] Basic Pyhsics of Single Polymer Chains Verified by Nanofishing (2007)
  • 著者名/発表者名: Ken Nakajima, Toshi Nishi
  • 学会等名: International Conference on Natural Polymers, Bio-Polymers, Bio-Materials, their Composites, Blends, IPNs and Gels:Macro to Nanoscales(ICNP-2007)
  • 発表場所: Kottayam,India
  • 年月日: 2007-11-19
• [学会発表] Several Nanofishing Techniques for Single Polymer Chain Science (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: Japan-Korea Young Scientist Symposium
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2007-11-14
• [学会発表] 原子間力顕微鏡によるナノ触診技術-ナノ力学物性マッピングからナノフィッシングまで-(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健
  • 学会等名: 第69回高分子若手研究会[関西]
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-11-10
• [学会発表] 高分子一本鎖の溶媒摩擦・絡み合いの直接計測(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健
  • 学会等名: 日本ゴム協会第74回トライボロジー研究分科会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-10-09
• [学会発表] Nanofishing of a Single Polymer Chain - Current State of Art and Future Prospect (招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健
  • 学会等名: 東京工業大学フロンティア・セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-09-25
• [学会発表] Noise Analysis during Nanofishing of a Single Polymer Chain (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: 15th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM15)
  • 発表場所: Atagawa, Japan
• [学会発表] Basic Physics of Single Polymer Chains Verified by Nanofishing (invited) (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: International Conference on Natural Polymers, Bio-Polymers, Bio-Materials, their Composites, Blends, IPNs and Gels: Macro to Nanoscales (ICNP-2007)
  • 発表場所: Kottayam, India
• [学会発表] Dynamic Nanofishing of Single Polymer Chains (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: International Rubber Conference 2007 (IRC-2007)
  • 発表場所: Cleveland, OH USA
• [学会発表] 高分子一本鎖ナノフィッシングの最近の展開(依頼講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健
  • 学会等名: 応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会有機バイオSPM研究会(2007)
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] Dynamic nanofishing -from forced oscillation to noise analysis- (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: Asia/Australia Meeting Polymer Processing Society (PPS-2007)
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] 高分子一本鎖の力学物性計測の現状(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健
  • 学会等名: 応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会M&BE研究会(2007)
  • 発表場所: 山形
• [学会発表] Dynamic Behaviors of Single Polymer Chains Investigated by Single Molecule Force Spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 学会等名: International Nanofiber Symposium 2007
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Dynamic Behavior of Single Polymer Chain Investigated by Force Spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, N. Ohno, K. Watanabe and T. Nishi
  • 学会等名: 4th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE4)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Interim Report on Dynamic Nanofishing -from Forced Oscillation to Noise Analysis- (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, K. Watanabe, N. Ohno and T. Nishi
  • 学会等名: 14th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM14)
  • 発表場所: Atagawa, Japan
• [学会発表] Single Polymer Chain Viscosity Investigated by Dynamic Force Spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, H. Watabe and T. Nishi
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience and Technology (ICN+T2006)
  • 発表場所: Basel, Switzerland
• [学会発表] Single polymer chain viscosity investigated by dynamic force spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, H. Watabe and T. Nishi
  • 学会等名: 9th International Conference on Non-contact Atomic Force Microscopy (NC-AFM2006)
  • 発表場所: Kobe, Japan
• [学会発表] Viscosity of Single Polymer Chain Revealed by Atomic Force Microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, H. Watabe and T. Nishi
  • 学会等名: International Symposium on Polymer Physics (PP'2006)
  • 発表場所: Suzhou, China
• [図書] 高分子の弾性計測、「走査プローブ顕微鏡 -正しい実験とデータ解析のために必要なこと-」(重川秀実、吉村雅満、河津璋編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健(分担執筆)
  • 出版者: 共立出版
• [図書] Nano-rheology of polymer nanoalloys and nanocomposites, in Polymer Physics: From Suspensions to Nanocomposites to Beyond, (Ed. L. Utracki and A. Jamieson) (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 出版者: John Wiley & Sons, NJ, USA
• [図書] ナノ力学物性、「精密高分子の基礎と実用化技術」(中濱精一編) (2008)
  • 著者名/発表者名: 西敏夫, 中嶋健(分担執筆)
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Recent developments in rubber research using atomic force microscopy, in Current Topics on Elastomers Research (Ed. A. K. Bhowmick) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima and T. Nishi
  • 出版者: CRC Press, NY, USA
• [図書] "Recent Developments in Rubber Research Using Atomic Force Microscopy" in Current Topics in ELASTOMERS RESEARCH (Ed. Anil K. Bhowmick) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, T. Nishi
  • 総ページ数: 1086
  • 出版者: CRC Press, New York
• [図書] ナノレオロジー, 三次元電子顕微鏡、 「粘着技術の3A」(地畑健吉, 北崎寧昭, 加納義久, 杉崎俊夫編) (2006)
  • 著者名/発表者名: 中嶋健, 陣内浩司, 西敏夫(分担執筆)
  • 出版者: リアライズAT
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://west.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/~knakaji/