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可逆的な分岐ー線状高分子トポロジー変換可能なABCトリブロックコポリマーの創製

研究課題

研究課題/領域番号 18H02018
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分35010:高分子化学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

高田 十志和  東京工業大学, 物質理工学院, 特任教授 (40179445)

研究分担者 中薗 和子  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30467021)
打田 聖  東京工業大学, 物質理工学院, 講師 (70343168)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードトポロジー変換 / ロタキサン / ブロックポリマー / トポロジー効果 / ロタキサン架橋高分子 / ブロック共重合体
研究成果の概要

本研究では、高分子の連結点におけるロタキサンの機械的結合の動的構造特性の意義を明らかにするため、ロタキサン架橋高分子におけるメカノクロミック特性を示す官能基を組み込むことで、確かにロタキサン架橋が共有結合に加わる応力を緩和して結合の破断を抑制することを明らかにした。また、高分子のロタキサン連結を発展させ、ロタキサン連結高分子のトポロジー変換システムをブロック共重合体に適用した。そしてロタキサン連結点のスイッチがブロック共重合体のトポロジーを、そして組織化構造を変えうることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ロタキサン架橋された高分子架橋体は力学的な強靭であることから注目されている。しかし詳細なメカニズムは不明な点も多く、効果的なロタキサン架橋の設計に向けた、ロタキサンの機械結合架橋による強靭化の本質の理解が必要である。本研究ではメカノクロモフォアを組み合わせることでロタキサン架橋が架橋点へ集中する応力を効果的に分散していることを示すことに成功した。また、ロタキサン構造で異種高分子を連結したトリブロック共重合体は、その連結点を移動させることでミクロ相分離構造の変換が可能であることを示した。これらの成果は新しいロタキサンを利用した刺激応答性材料の創出につながる重要な成果である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件、 招待講演 19件)

  • [雑誌論文] Segmented polyurethanes containing movable rotaxane units on the main chain: Synthesis, structure, and mechanical properties2021

    • 著者名/発表者名
      Jun Sawada,Hiromitsu Sogawa, Hironori Marubayashi, Shunichi Nojima,Hideyuki Otsuka,Ken Nakajima,Yousuke Akae, Toshikazu takata
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 213 ページ: 123291-123291

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.123291

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Switchable Polymer Materials Controlled by Rotaxane Macromolecular Switches2020

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      ACS Central Science

      巻: 6 号: 2 ページ: 129-143

    • DOI

      10.1021/acscentsci.0c00002

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of the slide-ring effect: a study on movable cross-linking points using mechanochromism2020

    • 著者名/発表者名
      Lu Yi、Aoki Daisuke、Sawada Jun、Kosuge Takahiro、Sogawa Hiromitsu、Otsuka Hideyuki、Takata Toshikazu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 23 ページ: 3361-3364

    • DOI

      10.1039/c9cc09452k

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Main Chain-Type Polyrotaxanes Derived from Cyclodextrin-Based Pseudo[3]rotaxane Diamine and Macromolecular Diisocyanate: Synthesis, Modification, and Characterization2020

    • 著者名/発表者名
      Akae Yosuke、Iijima Keisuke、Tanaka Mami、Tarao Toshiyuki、Takata Toshikazu
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 号: 6 ページ: 2169-2176

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.0c00215

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 可逆的高分子トポロジー変換を駆動力とする新規刺激応答高分子2020

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      第20回中国四国地区高分子材料研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新しい応答機能をもつ刺激応答高分子をつくる2020

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      高分子学会関東支部高分子基礎講座
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新しい刺激応答高分子の合成と機能2020

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      高分子学会北海道支部講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Toughening of Elastomers by Rotaxane Cross-Linking2019

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Takata
    • 学会等名
      RubberCon2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 可変な分子トポロジーを活かす刺激応答材料設計2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      大饗シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子スイッチを活用する高分子合成と物性制御2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      関東高分子若手研究会 2019春の講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子トポロジーを鍵とする新しい刺激応答高分子2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      2019 年度TREMS研究交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インターロック分子の化学と動的分子システム2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会(基有機化学会賞受賞講演)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新しい応答機能をもつ刺激応答高分子をつくる2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      高分子学会関東支部主催若手社員のための高分子基礎講座
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stimuli-Responsive Polymers Driven by Reversible Polymer Topology Transformation2019

    • 著者名/発表者名
      Toshikazu Takata
    • 学会等名
      11th Anniversary of Federation of Asian Polymer Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] インターロック分子の化学と動的分子システム2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      北海道大学理学研究科講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rotaxane Chemistry Directed toward Unique Catalysts and Materials2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      Workshop on Soft and Nano Materials Orchestrated with Wisdom from Japan 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Linear Cyclic and Linear - Star Polymer Topology Transformation2019

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      Polymers Meet Topology- International Conference -
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Smart Stimuli-Responsive Materials Driven by Rotaxane Molecular Switch2018

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      Xingda Lecture
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子のトポロジー変化を鍵とする刺激応答材料2018

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      九州大学工学研究院特別シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小さな分子スイッチで巨大分子や材料を動かす2018

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      有機合成化学協会関東支部ミニシンポジウム湘南2018ー七夕シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジー変換を鍵とする 刺激応答材料の合成と機能2018

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      北海道大学 フロンティア化学教育研究センター講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rotaxane Chemistry Directed toward Unique Catalysts and Materials2018

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      Department Seminar, Applied Chemistry, National Chiao Tung University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stimuli-Responsive Smart Polymers Undertaking Linear - Star or Linear - Cyclic Topology Change2018

    • 著者名/発表者名
      高田十志和
    • 学会等名
      International Conference on Advanced and Applied Petroleum, Petrochemicals, and Polymers in 2018 (ICAPPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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