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多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論

研究課題

研究課題/領域番号 20045006
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関近畿大学 (2009)
京都大学 (2008)

研究代表者

堂寺 知成  近畿大学, 理工学部, 教授 (30217616)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2009年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード配列ナノ空間 / 物性理論 / 高分子構造・物性 / 自己組織化 / フォトニック結晶 / ブロック共重合体 / 準結晶 / ソフトマター
研究概要

研究題目「多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論」の研究目的は、多元高分子による全く新しい配列ナノ空間構造を設計構築すること、およびその新規物性の理論研究を行うことであった。特にコロイド結晶では作成できない充填密度が低いダイヤモンド構造創製の成果を世界に発信し、物性発現として未来のデバイス、フォトニック結晶への応用可能性を研究することであった。
平成21年度は、新しく発見した階層シャイロイド構造の構造解析を進め、実施計画に基づき研究成果の公表準備をした。また、フォトニックバンド計算の精度を高めるべくコンパクト差分法を導入したFDTD法の開発を進めた。この研究には数値計算の専門家に援助を受け、共同研究に発展しつつある。方法論としての有効性を検証しているところである。次に、高分子の作るシングルジャイロイド構造の螺旋軸に注目し、コレステリック液晶あるいは甲虫などに見られる左右螺旋偏光の反射率が異なるという現象が、多元高分子配列ナノ空間物質でも生ずるという仮説を立て、数値実験で確かめた。この研究は継続する予定である。
まとめると当該研究期間で、多元高分子による全く新しい配列ナノ空間構造を設計し、自己組織化を用いて2つの新規な構造(巨大ジンクブレンド構造、階層ジャイロイド構造)を構築することに成功した。これらの研究は物質科学、物理および高分子化学の進展に貢献し、学術的にも意義の高いもので、結晶学、数学への関連も重要だと考えている。また理論的には多元高分子のフォトニック結晶への応用可能性を広げた点、これまで議論されなかった偏光実験を提案するなど新しい物性発現の予言を行った点で当初の目標を達成したと言える。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] ソフト準結晶発見に向けて -シミュレーションの立場から-2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 雑誌名

      日本結晶成長学会誌 36

      ページ: 16-23

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子によるメソスケールの準結晶とアルキメデスタイリング2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 51

      ページ: 124-126

    • NAID

      10024820527

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 高分子と対称性-共連続立方相とアルキメデスタイリングー2008

    • 著者名/発表者名
      松下裕秀・堂寺知成
    • 雑誌名

      高分子 57

      ページ: 71-75

    • NAID

      10021118867

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pearl-Necklace Structures in Core-Shell Molecular Brushes : Experiments, Monte Carlo Simulations, and Self-Consistent Field Modeling2008

    • 著者名/発表者名
      A. Polotsky, et.al. A. Mueller, T. Dotera, and O. Borisov
    • 雑誌名

      Macromolecules 41

      ページ: 14020-4028

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dodecagonal quasicrystal in a polymeric alloy II : specific heat2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine 88

      ページ: 2245-2251

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant Zincblende Structures Formed by an ABC Star-Shaped Terpolymer/Homonolymer Blend System2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashida, A. Takano, T. Dotera, and Y. Matsushita
    • 雑誌名

      Macromolecules 41

      ページ: 6269-6271

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論2010

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      第3回特定領域会議
    • 発表場所
      東京大学山上会館(東京都)
    • 年月日
      2010-01-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 多元高分子系の作る秩序構造-ラビリンス、準結晶タイリング、ダイヤモンド-2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      多元研特別講演会
    • 発表場所
      東北大学多元研究所(宮城県)
    • 年月日
      2009-12-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Geometric problems in multi-component polymer systems2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      奈良女子大学大学院GP特別講演会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県)
    • 年月日
      2009-06-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Quasicrystalline long-range order in an ABC star block copolymar2009

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      ピッツバーグ会議場
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ABC星型高分子の作る準結晶2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      高分子基礎研究会
    • 発表場所
      国民年金健康センター上越
    • 年月日
      2009-01-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学ユビキタス元素戦略」第3回領域会議
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2009-01-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高分子メゾスコピックジンクブレンド構造のフォトニックバンド計算2008

    • 著者名/発表者名
      七野雅史・堂寺知成
    • 学会等名
      高分子計算機科学・高分子ナノテクノロジー研究会・合同討論会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2008-12-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 招待講演高分子準結晶とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      中化連の特別討論会「究極の構造・物性・機能を創出する高分子化学」
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-11-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ABC星型共重合体により形成される配列ナノ空間の光物性2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成・上田和成
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高分子メゾスコピックジンクブレンド構造のフォトニックバンド計算2008

    • 著者名/発表者名
      七野雅史・堂寺知成
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 20世紀後半の大発見・準結晶とは何か? -フィボナッチ数、黄金比、ペンローズタイルの不思議-2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      三省堂サイエンスカフェ京都
    • 発表場所
      京都駅ビル専門店街ザ・キューブB1階
    • 年月日
      2008-09-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Invited talk : Mesoscopic quasicrystalline and Archimedean tilings in polymer alloys2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2008-08-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Invited lecture : Quasicrystalline and Archimedean Phases in Polymeric Alloys2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      10th International Conference on Quasicrystals
    • 発表場所
      ETH, スイス
    • 年月日
      2008-07-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Mean-Field Theory of Archimedean and Quasicrystalline Tilings2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      10th International Conference on Quasicrystals
    • 発表場所
      ETH, スイス
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学ユビキタス元素戦略」第2回領域会議
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-06-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高分子アルキメデス相と正12角形相の理論2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      日本物理学会領域6シンポジウム「複雑秩序系における幾何学と物理」
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 工学基礎熱力学・統計力学2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 総ページ数
      199
    • 出版者
      数理工学社
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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