多成分系高分子の共連続構造の新規設計とカーボンナノチューブの分散制御に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20350107
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 宮田 貴章 (Q TRANCONG) 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (50188827)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2010年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2009年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2008年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: 高分子混合系 / 共連続構造 / ナノチューブ / 高分子ネットワーク / 電気伝導性 / 相分離 / 電気伝道性 / 電気伝導の異方性 / ミクロ電気回路 / 3次元ネットワーク

研究概要

本研究では、二成分および三成分ポリマーブレンドにおいて光架橋および光重合反応を導入することにより、様々なモルフォロジーを誘起・制御した。これらの構造は光反応と相分離との競合によって形成される。光反応の高い選択性を利用し、コンピュータ支援光照射(Computer-Assisted Irradiation, CAI)法を開発し、相分離過程の時間的、空間的に制御を試みた。この特異的な方法で得られた様々な周期構造の形成機構やその時間発展過程を計測した。これらのモルフォロジーのうち、共連続構造を利用して、多層カーボンナノチューブ(CNTs)を高分子混合系に導入し、片方の高分子の連続相に選択的に分散させ、絶縁体の高分子を導電化することを成功した。結果として透明性の高い(90%程度)且つ電導性を有する高分子薄膜が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Formation and Relaxation of the Elastic Strain Generated by Photocuring in Polymer Blends Monitored by Mach-Zehnder Interferometry (2011)
  • 著者名/発表者名: D.-T.Van-Pham, K.Sorioka, T.Norisuye, Q.Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: Polymer 52 ページ: 739-745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and Relaxation of the Elastic Strain Generated by Photo-curing in Polymer Blends Monitored by Mach-Zehnder Interferometry (2011)
  • 著者名/発表者名: D.-T.Van-Pham, et al.
  • 雑誌名: Polymer 巻: 52 ページ: 739-745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Morphology Control of Polymer Nanocomposites Using Light-Driven Phase Separation Phenomena (2010)
  • 著者名/発表者名: D.-T Van-Pham, X.-A.Trinh, H.Nakanishi, Q.Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: Adv.Nat.Sci. : Nanosci.Nanotechnol.(IOP, UK) Vol.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Morphology Control of Polymer Nanocomposites Using Light-Driven Phase Separation Phenomena (2010)
  • 著者名/発表者名: D.-T.Van-Pham, et al.
  • 雑誌名: Advances in Natural Sciences : Nanosci. Nanotech. 巻: 01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymer Materials with Spatially Graded Morphologies : Preparation, Characterization and Utilization (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Fujiki, et al.
  • 雑誌名: Advances in Natural Sciences : Nanosci. Nanotech. 巻: 01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of New Treatment Methods for "Reading" of the Complex Capacitance : a Quantitative Description of the Aging Phenomenon in Polymer Glasses (2010)
  • 著者名/発表者名: R.R.Nigmatullin, et al.
  • 雑誌名: Commun Nonlinear Sci Numer Simulat. 巻: 15 ページ: 1286-1307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical Aging of Photo-Crosslinked Poly(ethyl acrylate) Observed in the Nanometer Scales by Mach-Zehnder Interferometry (2009)
  • 著者名/発表者名: D.-T, Van-Pham, K.Sorioka, T.Norisuye, Q.Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: Polym.J. 41 ページ: 260-265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light Scattering Study on the Mode-Selection Process in Reversible Phase Separation of a Photoreactive Polymer Mixture (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Fukuoka, H.Nakanishi, T.Norisuye, Q.Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 14950-14956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Light-Induced Regularity on the Physical Properties of Multiphase Polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Murata, T.Murata, H.Nakanishi, T.Norisuye, Q.Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: Macromol.Mater.Eng. 294 ページ: 163-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Light-Induced Regularity on the Physical Properties of Multi-phase Polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Murata, Q, Tran-Cong-Miyata, et.al.
  • 雑誌名: Macromol.Mater.Eng. 294 ページ: 163-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical Aging of Photo-Crosslinked Poly(ethyl acrylate) Observed in the Nanometer Scales by Mach-Zehnder Interferometry (2009)
  • 著者名/発表者名: D.-T.Van-Pham, Q.Tran-Cong-Miyata, et al.
  • 雑誌名: Polymer J. 41 ページ: 260-265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light Scattering Study on the Mode-Selection Process in Reversible Phase Separation of a Photoreactive Polymer Mixtures (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Fukuoka, Q, Tran-Cong-Miyata, et al.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 14950-14956
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Tran-Cong-Miyata, et al
  • 雑誌名: in "Molecular Nano Dynamics", Vol. 1, Chapter 10(H. Fukumura et al Eds.)("Morphosynthesis in Polymeric Systems Using Photochemical Reactions", Wiley-VCH) ページ: 173-185
• [雑誌論文] Hexagonal Phase Induced by a Reversible Photo-cross-link Reaction in a Polymer Mixture (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Nakanishi, M.Satoh, Q.Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: Phys.Rev.E Rapid Commun. 77 ページ: 20801-20801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hexagonal Phase Induced by a Reversible Photo-Cross-Link Reaction in a Polymer Mxtuture (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nakanishi, M. Satoh, Q. Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical Aging of Photo-Cross-linked Poly (ethyl acrylate) Observed in the Nanometer Scales by Mach-Zehnder Interferometry (2008)
  • 著者名/発表者名: D. -T. Van-Pham, K. Soriok, T. Norisuye, Q. Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: Polymer Journal 41 ページ: 260-265
  • 査読あり
• [学会発表] Polymers with Spatially Graded Morphology Generated and Controlled by Light-Induced Phase Separation (2010)
  • 学会等名: the 5^<th> IWAMSN-2010
  • 発表場所: Ha-Noi (Invited Talk)
• [学会発表] Recent Findings in Phase Separation of Reacting Polymer Mixtures (2010)
  • 学会等名: The 4^<th> International Symposium on Polymer Materials Science
  • 発表場所: Bordeaux, France.(Invited Talk)
• [学会発表] Light-Induced Phase Separation in Polymer Mixtures as a Pattern-Formation Process : Complexity and Fascination (2010)
  • 学会等名: Non-linear Dynamics and Self-Organization in Chemical Systems
  • 発表場所: Bordeaux, France.(Invited Talk)
• [学会発表] Polymers with Spatially Graded Continuous Morphology Generated by Phase Separation under Spatially Non-uniform Conditions (2010)
  • 学会等名: The International Symposium on Polymer Physics (PP-2010)
  • 発表場所: Ji'nan, China.(Invited Talk)
• [学会発表] Light-induced Phase Separation in Polymer Mixtures as a Pattern-Formation Process : Complexity and Fascination (2010)
  • 著者名/発表者名: Q.Tran-Cong-Miyata
  • 学会等名: Symposium on Nonlinear Dynamics and Self-Organization in Chemical Systems(Nonlinear Dynamics Days-NLDD 2010)
  • 発表場所: Bordeaux, FRANCE
• [学会発表] Co-continuous Morphologies of Polymer Blends : Generation, Design and Practical Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Tran-Cong-Miyata
  • 学会等名: JSPS Asia and Africa Science Platform Program on Neo-Fiber Technology Seminar No. 5
  • 発表場所: Ha-Noi, Viet-Nam
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Co-continuous Morphologies of Polymer Blends : Generation, Design and Application (2009)
  • 学会等名: The 5^<th> JSPS Seminar on Asia-Africa Science Platform Program on Neo-Fiber Technology
  • 発表場所: Ha-Noi University of Technology, Ha-Noi, Viet-Nam.(Invited Talk)
• [学会発表] Design and Morphology Control of Polymer Nanocomposites Using Light- Driven Phase Separation Phenomena (2008)
  • 学会等名: The Asian Workshop on Advanced Materials Science and Technology
  • 発表場所: Nha-Trang, Viet-Nam.(Invited Talk)
• [学会発表] Competing Interactions and Pattern Selection Driven by Chemical Reactions in Polymer Mixtures (2008)
  • 学会等名: The 235^<th> American Chemical Society, Division of Polymer Materials Science (PMSE)
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.(Invited Talk)
• [学会発表] Competing Interactions and Patterns Selection Driven by Chemical Reactions in Polymer Mixtures (2008)
  • 著者名/発表者名: Q. Tran-Cong-Miyata
  • 学会等名: International Symposium on "Nonlinear Dynamics in Polymeric Systems"
  • 発表場所: アメリカ化学会New Orleans
• [図書] Nonlinear Dynamics with Polymers 11 Chapters (J.A.Pojman and Q.Tran-Cong-Miyata 編集) (2010)
  • 総ページ数: 260
  • 出版者: Wiley-VCH出版
• [図書] Nonlinear Dynamics with Polymers Chapter 6 ("Reaction-Induced Phase Separation of Polymeric Systems under Stationary Non-equilibrium Conditions")(J.A.Pojman and Q.Tran-Cong-Miyata Eds.) (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nakanishi, D.Fujiki, D.-T.Van-Pham, Q.Tran-Cong-Miyata
  • 出版者: Wiley-VCH, Weinheim
• [図書] "Nonlinear Dynamics with Polymeric Systems" (J.A.Pojman anQ.Tran-Cong-Miyata Eds,), Chapter 6(pp.91-113) (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nakanishi, et al.
  • 総ページ数: 254
  • 出版者: Wiley-VCH社
• [図書] Polymers, Liquids and Colloids in Electric Fields Chapter 6 ("Phase Separation and Morphology of Polymer Mixtures Driven by Light")(Y.Tsori and U.Steiner Eds.) (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Tran-Cong-Miyata, H. Nakanishi
  • 出版者: World Scientific, London
• [図書] Molecular Nano Dynamics Vol.I, Chapter 10 ("Morphosynthesis in Polymeric Systems Using Photochemical Reactions")(H.Fukumura et al.Eds.) (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nakanishi, T. Norisuye, Q. Tran-Cong-Miyata
  • 出版者: Wiley-VCH, Weinheim
• [図書] 自己組織化ハンドブック 第1章「パターン形成」、第6節(「高分子系における自己組織化」)(国武豊喜監修;下村政嗣、山口智彦編集) (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Tran-Cong-Miyata, 中西英行
  • 出版者: エヌ・ティー・エス出版社
• [図書] "Phase Separation and Morphology of Polymer Mixtures Driven by Light" in "Polymers, Liquids and Colloids in Electric Fields", Y. Tsori and Steiner Eds., Chapter 6, pp. 171- 195. (2009)
  • 著者名/発表者名: Qui Tran-Cong-Miyata, Hideyuki Nakanishi
  • 総ページ数: 300
  • 出版者: World Scientific, Singapore