• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

超精密・超微細ナノ加工を指向した単分散ブロックポリマーの創製

研究課題

研究課題/領域番号 20H02792
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35020:高分子材料関連
研究機関北海道大学

研究代表者

磯野 拓也  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70740075)

研究分担者 佐藤 敏文  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80291235)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワード単分散ポリマー / ブロック共重合体 / ミクロ相分離 / 自己組織化 / ブロックポリマー
研究開始時の研究の概要

ブロック共重合体 (BCP) が形成するミクロ相分離構造はナノメートルスケールの構造体を構築するためのテンプレートとして極めて有望であり、特に、数nm解像度でのナノ加工へ期待が寄せられている。こうした微細領域における精密加工を実現するには従来型の多分散BCPではもはや不十分であり、単分散BCPが今後の主流になと考えられる。本研究では、工学的応用に求められる非古典的ミクロ相分離構造を単分散BCPで発現させるための普遍的な分子設計指針を確立し、既存BCPでは実現できなかった半導体回路パターンの構築やナノポーラス材料の精密構造制御などに応用することを最終目標とする。

研究成果の概要

ブロック共重合体 (BCP) が形成するミクロ相分離構造はナノ構造体を構築するためのテンプレートとして有望であり、数nm解像度でのナノ加工への応用が期待される。こうした微細領域における精密加工には従来型の多分散BCPでは不十分であり、単分散BCPが今後の主流になると考えられる。本研究では、工学的応用に求められる非対称ラメラおよびネットワーク状構造を単分散BCPで発現させるための分子設計指針の確立を目指した。単分散BCPとして、分子量分布の無い糖鎖をベースとしたBCPに着目し、系統的合成を行った。その結果、非対称ラメラおよびネットワーク状構造 (DG、Fddd、HPL) を得ることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究では、単分散糖鎖ブロック共重合体の系統的な合成とナノ構造解析によって非対称ラメラ構造をはじめ、ダブルジャイロイド、さらには通常のブロック共重合体では報告例が極めて限られるFdddや六方穴あきラメラ構造といったネットワーク状ミクロ相分離構造を10 nm以下の微細領域で得ることに成功した。これらの知見は単分散ブロック共重合体における分子構造とミクロ相分離挙動の関係を理解するための礎となるだけでなく、将来的に、数nmレベルの超高解像度なナノ加工技術の進展に大きく貢献するものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 9件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 国立清華大学(台湾)(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 植物高分子研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] CERMAV-CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立清華大学(台湾)(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学(台湾)/国立清華大学(台湾)/国立中央大学(台湾)(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 植物高分子研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of Ultrafine, Highly Ordered Nanostructures Using Carbohydrate-Inorganic Hybrid Block Copolymers2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Taiki、Katsuhara Satoshi、Lee Chaehun、Ree Brian J.、Borsali Redouane、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Satoh Toshifumi、Isono Takuya
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 12 号: 10 ページ: 1653-1653

    • DOI

      10.3390/nano12101653

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tailored Solid-State Carbohydrate Nanostructures Based on Star-Shaped Discrete Block Co-Oligomers2022

    • 著者名/発表者名
      Isono Takuya、Komaki Ryoya、Kawakami Nao、Chen Kai、Chen Hsin-Lung、Lee Chaehun、Suzuki Kazushige、Ree Brian J.、Mamiya Hiroaki、Yamamoto Takuya、Borsali Redouane、Tajima Kenji、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 23 号: 9 ページ: 3978-3989

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.2c00813

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Assembly Behavior of Sugar-Based Block Copolymers in the Complex Phase Window Modulated by Molecular Architecture and Configuration2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Kai、Chen Chun-Yu、Chen Hsin-Lung、Komaki Ryoya、Kawakami Nao、Isono Takuya、Satoh Toshifumi、Hung Du-Yuan、Liu Ying-Ling
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 56 号: 1 ページ: 28-39

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.2c01929

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-assembly of carbohydrate-based block copolymer systems: glyconanoparticles and highly nanostructured thin films2022

    • 著者名/発表者名
      Li Hong、Mumtaz Muhammad、Isono Takuya、Satoh Toshifumi、Chen Wen-Chang、Borsali Redouane
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 54 号: 4 ページ: 455-464

    • DOI

      10.1038/s41428-021-00604-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced Self-Assembly and Mechanical Properties of Cellulose-Based Triblock Copolymers: Comparisons with Amylose-Based Triblock Copolymers2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuhara Satoshi、Takagi Yasuko、Sunagawa Naoki、Igarashi Kiyohiko、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: 9 号: 29 ページ: 9779-9788

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.1c02180

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rapid access to discrete and monodisperse block co-oligomers from sugar and terpenoid toward ultrasmall periodic nanostructures2020

    • 著者名/発表者名
      Isono Takuya、Komaki Ryoya、Lee Chaehun、Kawakami Nao、Ree Brian J.、Watanabe Kodai、Yoshida Kohei、Mamiya Hiroaki、Yamamoto Takuya、Borsali Redouane、Tajima Kenji、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 3 号: 1 ページ: 135-135

    • DOI

      10.1038/s42004-020-00385-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High‐Performance Nonvolatile Organic Photonic Transistor Memory Devices using Conjugated Rod-Coil Materials as a Floating Gate2020

    • 著者名/発表者名
      Chiang Yun‐Chi、Hung Chih‐Chien、Lin Yan‐Cheng、Chiu Yu‐Cheng、Isono Takuya、Satoh Toshifumi、Chen Wen‐Chang
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 10 号: 36 ページ: 2002638-2002638

    • DOI

      10.1002/adma.202002638

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanostructure- and Orientation-Controlled Resistive Memory Behaviors of Carbohydrate-block-Polystyrene with Different Molecular Weights via Solvent Annealing2020

    • 著者名/発表者名
      Chuang Tsung-Han、Chiang Yun-Chi、Hsieh Hui-Ching、Isono Takuya、Huang Chao-Wei、Borsali Redouane、Satoh Toshifumi、Chen Wen-Chang
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 12 号: 20 ページ: 23217-23224

    • DOI

      10.1021/acsami.0c04551

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Carbohydrates as Hard Segments for Sustainable Elastomers: Carbohydrates Direct the Self-Assembly and Mechanical Properties of Fully Bio-Based Block Copolymers2020

    • 著者名/発表者名
      Isono Takuya、Nakahira Saki、Hsieh Hui-Ching、Katsuhara Satoshi、Mamiya Hiroaki、Yamamoto Takuya、Chen Wen-Chang、Borsali Redouane、Tajima Kenji、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 号: 13 ページ: 5408-5417

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.0c00611

    • NAID

      120007116483

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sweet Pluronic poly(propylene oxide)-b-oligosaccharide block copolymer systems: Toward sub-4nm thin-film nanopattern resolution2020

    • 著者名/発表者名
      Mumtaz Muhammad、Takagi Yasuko、Mamiya Hiroaki、Tajima Kenji、Bouilhac Cecile、Isono Takuya、Satoh Toshifumi、Borsali Redouane
    • 雑誌名

      European Polymer Journal

      巻: 134 ページ: 109831-109831

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2020.109831

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] かご型シルセスキオキサンとオリゴ糖からなる単分散ブロック共重合体2023

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、Hsin-Lung Chen、Li Feng、山本拓矢、田島健次、佐藤敏文、磯野拓也
    • 学会等名
      2022年度 第57回北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖ー無機単分散ブロック共重合体の合成と自己組織化2022

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、田島健次、磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 無機高分子とオリゴ糖からなる単分散ブロック共重合体の合成とミクロ相分離構造の解析2022

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、田島健次、磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 無機高分子とオリゴ糖からなる単分散ブロック共重合体の合成と自己組織化2022

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、田島健次、佐藤敏文、磯野拓也
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2022年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 無機高分子とオリゴ糖からなる単分散ブロック共重合体の合成とミクロ相分離挙動2022

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、田島健次、佐藤敏文、磯野拓也
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖導入を鍵としたバイオベース高分子材料の開発2022

    • 著者名/発表者名
      磯野拓也
    • 学会等名
      日本接着学会東北・北海道支部講演会 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of ultrafine nanostructures using inorganic-sugar hybrid block copolymers2022

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, S. Katsuhara, C. Lee, F. Li, B.J. Ree, R. Borsali, T. Yamamoto, K. Tajima, T. Satoh, T. Isono
    • 学会等名
      AsiaNANO 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Designing Bio-based Elastomers by Installing Oligosaccharide Segments2022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Isono
    • 学会等名
      2022 International Conference on Modern Challenges in Polymer Science and Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無機-糖鎖ハイブリッド材料を用いた超微細三次元ナノ構造体の形成2022

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、勝原哲、李采訓、田島健次、磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      2021年度 第56回北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Oligosaccharides as Hard Segments for Bio-Based Elastomers2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Isono
    • 学会等名
      JTBPS2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oligosaccharide-based Block Copolymers: Synthesis, Self-Assembly, and Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Isono
    • 学会等名
      APSMR2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Post-Polymerization Modification of PS-b-PMMA: A Strategy for Fine-Tuning the Microphase-Separated Nanostructures2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Isono
    • 学会等名
      MNC2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セロオリゴ糖誘導体を一成分とする ABA 型トリブロック共重合体の合成とミクロ相分離挙動2021

    • 著者名/発表者名
      勝原哲・髙木靖子・砂川直輝・五十嵐圭日子・北岡本光・山本拓矢・磯野拓也・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖-無機ハイブリッドブロック共重合体による 5 nm 周期のミクロ相分離構造構築2021

    • 著者名/発表者名
      西村大輝・勝原哲・李采訓・Brian J Ree・山本拓矢・田島健次・磯野拓也・佐藤敏文
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Ultrasmall Network Structure from Sugar-Terpenoid Hybrid Materials2021

    • 著者名/発表者名
      李采訓・Brian J. Ree・Kai Chen・小牧凌也・勝原哲・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・Hsin-Lung Chen・佐藤敏文
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] オリゴ糖と無機高分子からなるブロック共重合体のミクロ相分離挙動2021

    • 著者名/発表者名
      西村大輝・勝原哲・李采訓・Brian J Ree・山本拓矢・田島健次・磯野拓也・佐藤敏文
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2021年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 糖-テルペノイド複合体による超微細ミクロ相分離構造の構築2021

    • 著者名/発表者名
      李采訓・Brian J. Ree・Kai Chen・小牧凌也・勝原哲・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・Hsin-Lung Chen・佐藤敏文
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2021年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ポリジメチルシロキサンとオリゴ糖からなる単分散ブロック共重合体の合成とミクロ相分離挙動解析2021

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、山本拓矢、田島健次、佐藤敏文、磯野拓也
    • 学会等名
      2021年度 北海道高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] セルローストリアセテート含有 ABA 型トリブロック共重合体の合成と力学特性2021

    • 著者名/発表者名
      勝原哲・髙木靖子・砂川直輝・五十嵐圭日子・北岡本光・山本拓矢・磯野拓也・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      第28回セルロース学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ポリジメチルシロキサンとオリゴ糖からなる単分散ブロック共重合体の合成と自己組織化2021

    • 著者名/発表者名
      西村大輝 ・Brian J. Ree・山本拓矢 ・田島健次 ・磯野拓也 ・佐藤敏文
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Ultrafine Microphase-separated Structure by Sugar-Terpenoid Hybrid Materials2021

    • 著者名/発表者名
      李采訓・Brian J. Ree・Kai Chen・小牧凌也・勝原哲・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・Hsin-Lung Chen・佐藤敏文
    • 学会等名
      Molecular Chirality 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無機高分子と糖鎖からなるブロック共重合体を用いた超微細ナノ構造体の構築2021

    • 著者名/発表者名
      西村大輝、勝原哲、李采訓、Brian J. Ree、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、佐藤敏文
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 糖トコフェロール複合体による超微細三次元ネットワーク構造の構築2021

    • 著者名/発表者名
      李采 訓・ Brian J. Ree・ Kai Chen・小牧凌也 ・勝原 哲 ・磯野拓也 ・山本拓矢・田島健次・ Hsin-Lung Chen・佐藤敏文
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2021年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] オリゴ糖とオリゴジメチルシロキサンを原料としたブロックコオリゴマーの合成と自己組織化2021

    • 著者名/発表者名
      西村大輝・勝原哲・李采訓・藤原魁佑・Brian J Ree・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2021年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポリジメチルシロキサンとオリゴ糖からなるトリブロック共重合体の合成とミクロ相分離構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      西村大輝・勝原哲・李采訓・藤原魁佑・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖 含有単分散ブロックコオリゴマーによる 超微細ミクロ相分離 構造の発現2020

    • 著者名/発表者名
      李 采訓・ 小牧凌也 ・ Brian J. Ree ・ 磯野拓也 ・ 山本 拓矢・ 田島健次・ 佐藤敏文
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超微細 ミクロ相分離構造を実現する 糖鎖含有 単分散ブロックコオリゴマーの合成2020

    • 著者名/発表者名
      李 采訓 ・ 小牧 凌也 ・ 勝原 哲 ・ Brain J. Ree ・ 磯野 拓也 ・ 山本 拓矢 ・ 田島 健次 ・ 佐藤 敏文
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シングルナノ スケールでのミクロ相分離を実現するオリゴ糖鎖含有メタロポリマ ーの合成2020

    • 著者名/発表者名
      勝原 哲 ・ 磯野 拓也 ・ 山本 拓矢・ 田島 健次・ 佐藤 敏文
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖含有ブロック共重合体の合成、自己組織化、応用2020

    • 著者名/発表者名
      磯野拓也
    • 学会等名
      2020年繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 高分子化学研究室

    • URL

      http://poly-ac.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [備考] 高分子化学研究室

    • URL

      https://poly-ac.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi