液体界面における高分子のナノスケール構造・物性とその制御

• 研究課題/領域番号: 21685013
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 田中 敬二 九州大学, 工学研究院, 教授 (20325509)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2010年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2009年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
• キーワード: 高分子構造 / 高分子物性 / 高分子薄膜・表面 / 高分子 / 界面 / 分子鎖熱運動性 / 膨潤 / 非溶媒 / ダイナミクス / 界面濃縮 / ポリメタクリル酸メチル / χパラメータ / 中性子反射率

研究概要

界面におけるポリメタクリル酸メチル(PMMA)の分子鎖熱運動性を検討した。空気界面ではセグメント運動に対応するαa過程だけでなく、主鎖の局所運動と側鎖の束縛回転がカップルした運動のβ過程も、バルクの緩和温度より低温側で観測された。また、空気界面におけるPMMAの緩和挙動は立体規則性に著しく依存した。液体界面におけるPMMAの力学物性についても検討した。その結果、界面近傍の弾性率は液体分子の収着の程度に応じて変化した。以上の結果は、異種相界面における高分子の凝集状態は、その分子鎖熱運動性、ひいては、力学物性に大きく影響を与えることを示している。換言すれば、界面での高分子の凝集状態を制御できれば、分子運動特性も制御できるといえる。

研究成果

• [雑誌論文] One-pot Surface Modification of Rubbery Polymer Films (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuruta, Y. Fujii, K. Tanaka
  • 雑誌名: Polym. Chem 巻: 3(2) ページ: 319-321
• [雑誌論文] Fluorescence Behavior of Dyes in Thin Films of Various Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shundo, Y. Okada, F. Ito, K. Tanaka
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 45(1) ページ: 329-335
• [雑誌論文] Fluorescence Behavior of Dyes in Thin Films of Various Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka, et al
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 45-1 号: 1 ページ: 329-335
  • DOI: 10.1021/ma201901x
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-pot surface modification of rubbery polymer films (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka, et al
  • 雑誌名: Polymer Chemistry 巻: 3 号: 2 ページ: 319-321
  • DOI: 10.1039/c1py00488c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Segregation of Poly(2-methoxyethyl acrylate) in a Mixture with Poly(methyl methacrylate) (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hirata, H. Matsuno, M. Tanaka, K. Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 13(11) ページ: 4928-4934
• [雑誌論文] Surface Reorganization of Yhin Poly(methyl methacryrate) Films Induced by water (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Horinouchi, Y. Fujii, N. L. Yamada, K. Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 39(8) ページ: 810-811
• [雑誌論文] Controllable heterogeneity in a supramolecular hydrogel (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka, et al
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 47 号: 31 ページ: 8844-8846
  • DOI: 10.1039/c1cc12733k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sorption Kinetics of Methanol in Thin Poly (methyl methacrylate) Films Studied by Optical Reflectivity (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka, et al
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 7 号: 21 ページ: 10319-10326
  • DOI: 10.1039/c1sm06098h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Swelling Structure of Thin Poly(methyl methacrylate) Films in Various Alkyl Length Alcohols (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka, et al
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Lett. 巻: 1 ページ: 881-885
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relaxation Behavior of Poly(Methyl Methacrylate) at a Water Interface (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka, et al
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B. 巻: 114 ページ: 3457-3460
  • 査読あり
• [雑誌論文] Swelling Structure of Thin Poly(methyl methacrylate) Films in Various Alkyl Length Alcohols (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Atarashi, H.Morita, D.Yamazaki, M.Him T.Nagamura, K.Tanaka
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Lett. 1(5) ページ: 881-885
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Width in Polymer Bilayer Films Prepared by Double Spin-coating and Floating Methods (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujii, H. Atarashi, M. Hino, T. Nagamura, K. Tanaka
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 1(9) ページ: 1856-1859
• [雑誌論文] Glass Transition Behaviour of Hyper-branched Polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Akabori, H.Atarashi, M.Ozawa, T.Kondo, T.Nagamura, K.Tanaka
  • 雑誌名: Polymer 50(20) ページ: 4868-4875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Width in Polymer Bilayer Films Prepared by Double Spin-coating and Floating Methods (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujii, H.Atarashi, M.Hino, Nagamura, K.Tanaka
  • 雑誌名: ACS Appl.Mater.Interfaces 1(9) ページ: 1856-1859
  • 査読あり
• [学会発表] A Novel Approach for Surface Hardening of Soft Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Tsuruta, Keiji Tanaka
  • 学会等名: SIMS2012
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Polyer Structure and Dynamics at Water Interface (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka
  • 学会等名: BMMP-2012
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2012-01-26
• [学会発表] Polymer Structure and Dynamics at Water Interface (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka
  • 学会等名: 12^<th> International Symposium on Biomimetic Materials Processing
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-26
• [学会発表] ANOMALOUS STRUCTURE OF POLYMERS AT INTERFACES WITH SOLID SUBSTRATES (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka
  • 学会等名: 2^<nd> Molecular Materials Meeting
  • 発表場所: Singapore(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] Polymer conformation at interface with inorganic solid (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka
  • 学会等名: POLYMAT2011
  • 発表場所: Huatulco (Mexico)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] CHAIN MOBILITY OF POLYMERS AT VARIOUS INTERFACES (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka
  • 学会等名: 7^<th> Annual European Rheology Conference
  • 発表場所: Suzdal (Russia)(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] 液体界面における高分子の非平衡構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中敬二
  • 学会等名: 産総研材料フォーラム「ソフトマテリアル」
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター,茨城
  • 年月日: 2011-01-14
• [学会発表] 中性子反射率測定に基づく非溶媒中の高分子薄膜の構造評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中敬二
  • 学会等名: 日本中性子科学会第10回年会
  • 発表場所: 東北大学,宮城
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Study on Structure of Polymers at Various Interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中敬二
  • 学会等名: 物構研シンポジウム'10「量子ビーム科学の展望」
  • 発表場所: つくば国際会議場,茨城
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Surface Segregation of Fluorinated Hyper-branched Polymer in Linear Polymer Matrix (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiji Tanaka
  • 学会等名: Fluoropolymer2010
  • 発表場所: Meze, France
  • 年月日: 2010-06-14
• [学会発表] Glass Transition of Polymers at Solid Interfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Tanaka
  • 学会等名: 6th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems
  • 発表場所: University of Rome "La Sapienza", Rome, Italy
• [図書] 15章異種固体におけるガラス転移温度、高分子表面・界面分析法の新展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中敬二、長村利彦
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 高分子表面・界面分析法の新展開(15章異種固体におけるガラス転移温度) (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中敬二、長村利彦
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.cstf.kyushu-u.ac.jp/~tanaka-lab/
• [産業財産権] ポリマー組成物 (2011)
  • 発明者名: 田中敬二、藤井義久、鶴田博文、大武義人
  • 権利者名: :国立大学法人九州大学、一般財団法人化学物質評価研究機構
  • 出願年月日: 2011-08-01
• [産業財産権] 生体適合性材料、医療用具及び医療用具の使用方法 (2011)
  • 発明者名: 田中敬二、田中賢、松野寿生、平田豊章
  • 権利者名: 国立大学法人九州大学、国立大学法人山形大学
  • 出願年月日: 2011-12-09
• [産業財産権] 分析方法及び分析装置 (2011)
  • 発明者名: 田中敬二, 他3名
  • 権利者名: 国立大学法人九州大学
  • 出願年月日: 2011-04-25