高分子の一分子構造物性相関の解明

• 研究課題/領域番号: 18K19110
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 前田 寧 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (60242484)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 高分子構造・物性 / ラマン分光法 / 偏光 / 高分子結晶 / コヒーレントアンチストークスラマン / ナノ構造 / ラマン分光 / 一分子計測

研究成果の概要

原子間力顕微鏡とラマン分光光度計を組みあわせることにより分子構造や分子間相互作用に関して豊富な情報をもたらし、高速・高空間分解能で分子イメージングが可能な顕微分光システムを試作し、高分子材料の微細な構造や配向の解析に応用した。高分子やその複合材料の結晶において組成分布、分子配向、分子間の相互作用を解析し、結晶形成の過程を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子材料が医療からエレクトロニクスまで多方面で利用されている今日、その微細構造を可視化すると同時に組成分布や分子配向、分子間の相互作用を解析する技術の高度化が求められている。ラマン散乱光を用いる方法は試料に優しく、しかもそのスペクトルは分子構造に関する豊富な情報をもたらす。通常のラマン散乱は強度が低いために長時間の測定を要するという欠点を克服した本方法は、高い汎用性と拡張性を持ち、波及効果は大きいと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Bundling of Cellulose Nanofibers in PEO Matrix by Aqueous Electrospinning (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Miyu、Uematsu Hideyuki、Maeda Yasushi、Suye Shin-ichiro、Fujita Satoshi
  • 雑誌名: Journal of Fiber Science and Technology 巻: 77 号: 9 ページ: 223-230
  • DOI: 10.2115/fiberst.2021-0024
  • NAID: 130008098145
  • ISSN: 2189-7654
  • 年月日: 2021-09-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Controlled Radical Homopolymerization of Representative Cationically Polymerizable Vinyl Ethers (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugihara Shinji、Yoshida Ayano、Kono Taka-aki、Takayama Tsuyoshi、Maeda Yasushi
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 141 号: 35 ページ: 13954-13961
  • DOI: 10.1021/jacs.9b06671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Nano-object Assembly of Biomimetic Block Copolymers for Catalytic Silver Nanoparticles (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugihara Shinji、Sudo Masahiro、Maeda Yasushi
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 35 号: 5 ページ: 1346-1356
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b01558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Various Poly(2-hydroxyethyl vinyl ether)-Stabilized Latex Particles via Surfactant-Free Emulsion Polymerization in Water (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugihara Shinji、Sudo Masahiro、Hirogaki Kazumasa、Irie Satoshi、Maeda Yasushi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 51 号: 4 ページ: 1260-1271
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.7b02417
• [雑誌論文] Transformation from xanthate-type cationogen mediated metal-free RAFT cationic polymerization with “HCl・Et2O” into RAFT radical polymerization to form poly(alkyl vinyl ether)-b-polyvinyl alcohol amphiphiles (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugihara Shinji、Sakamoto Yoshihiro、Nakayama Masakazu、Michishita Keigo、Maeda Yasushi
  • 雑誌名: Polymer 巻: 154 ページ: 153-163
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2018.09.002
  • 査読あり
• [学会発表] 顕微ラマン分光装置の開発と高分子結晶の構造解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中井一貴，前田 寧，杉原 伸治
  • 学会等名: 第７０回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 大きなヒステリスを有するα,α-二置換ビニルポリマーの温度応答性の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊颯大，前田 寧，杉原 伸治
  • 学会等名: 第７０回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 顕微ダイレクトラマンイメージングによる高分子微細構造解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 白澤 崇誠, 杉原 伸治, 前田 寧
  • 学会等名: 第69回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 偏光振動分光法による高分子/金属塩複合結晶の配向解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 梶田 瞬也, 前田 寧, 杉原 伸治
  • 学会等名: 第69回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 増強効果を利用する AFM-RAMAN 複合装置の開発と高分子構造解析への応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中井 一貴, 前田 寧, 杉原 伸治
  • 学会等名: 第69回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 赤外分光法による高分子/金属塩複合結晶の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梶田 瞬也・西本 剛大・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第68回高分子討論会
• [学会発表] アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体の温度応答性の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西本 剛大・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第68回高分子討論会
• [学会発表] 顕微赤外・ラマン分光法による高分子微細構造解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 前田 寧・梶田 瞬也・白澤 崇誠・中井 一貴・杉原 伸治
  • 学会等名: 第68回高分子討論会
• [学会発表] 2次元顕微ラマンマッピング測定による高分子微細構造解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 白澤 崇誠・中井 一貴・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第68回高分子討論会
• [学会発表] 側鎖に水酸基を有するポリアクリル酸エステル系温度応答性高分子の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西本 剛大・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第68 回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 2 次元顕微ラマンイメージングによる高分子微細構造解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 白澤 崇誠・中井 一貴・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第68 回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 赤外二色性による高分子/属塩複合体結晶の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梶田 瞬也・西本 剛大・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第68 回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 温度応答性共重合体の水和と相分離挙動の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前田 寧，西本 剛大，杉原 伸治
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] 増強効果を利用する顕微ラマン分光装置の開発と高分子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 祐貴，前田 寧，杉原 伸治
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] レドックス活性高分子微粒子の電気化学特性の解析と二次電池への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 保，前田 寧，杉原 伸治
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] 増強効果を利用する顕微ラマン分光装置の開発と高分子構造解析への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 祐貴・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第67回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] 水酸基を有するポリアクリル酸誘導体温度応答性高分子の機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西本 剛大・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第67回高分子学会北陸支部研究発表会
• [学会発表] レドックス活性高分子微粒子の合成と二次電池への応用に向けた特性解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 保・前田 寧・杉原 伸治
  • 学会等名: 第67回高分子学会北陸支部研究発表会
• [図書] ラマン分光スペクトルデータ解析事例集 第５章第１節 顕微ラマンによる高分子微細構造解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 田村 耕平, 片山 詔久, 森田 成昭, 宮下 喜好, 福岡 隆夫, 福永 悠, 岡田 哲男, 渡邉 朋信, 藤田 英明, 前田 寧, 下赤 卓史, 中圓尾 綾, 橋本 知美, 來海 博央, 林 英樹, 二村 道也, 福田 徳生, 松本 拓也, 西野 孝, 松尾 尚子 他43名
  • 総ページ数: 405
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 9784861048722
• [図書] Chapter 8. Infrared and Raman Spectroscopy of Temperature-Responsive Polymers. in "Temperature-responsive polymers: Chemistry, Properties and Applications" (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Maeda
  • 総ページ数: 26
  • 出版者: John Wiley & Sons
  • ISBN: 9781119157786
• [備考] 高分子化学研究室 前田寧研究G
  • URL: http://acbio2.acbio.u-fukui.ac.jp/koubun/maeda/indexJP.html