| 研究課題/領域番号 |
21H01986
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35010:高分子化学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松宮 由実 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00378853)
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| 研究分担者 |
渡辺 宏 京都大学, 化学研究所, 教授 (90167164)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | 会合性高分子 / レオロジー / ダイナミクス / 誘電緩和 / 粘弾性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は, 会合性高分子のダイナミクスを記述する一般理論の構築と, その実験的検証を目的とする. 会合性高分子では, 高分子鎖自身の熱運動と会合/解離過程の競合が, 粘弾性緩和をはじめとする全ての動的過程を支配する. 解離平衡状態にある会合性高分子系において, ある特定の条件下において, 会合/解離鎖の緩和モードに強いカップリングが生じ, 特異な粘弾性緩和挙動が観察される. この詳細を明らかにするために, 誘電活性な会合性モデル高分子の絡み合い系のダイナミクスの理論解析を行う. さらに, モデル高分子を合成し, その粘弾性・誘電緩和データを用いて理論解析結果を検証する.
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| 研究成果の概要 |
1) 金属イオンを介した星型多量会合体の粘弾性、誘電緩和を調査。理論解析により、その結果は形態相互転写と運動相関の帰結であることを示した。2) カルボン酸ナトリウム(COONa)とスルホン酸ナトリウム末端基を持つ直鎖アイオノマーの非線形応力緩和を調査。COONaアイオノマーの大変形後の速やかな構造回復挙動は構造不均一性に起因すると示唆。3) 枝鎖端に会合基を持つ星型鎖の解析で、ひずみによる会合の破壊と再形成が応力緩和に与える影響を調査。中程度のひずみでは時間ひずみ分離可能で、大ひずみではおそらく系が降伏することが示唆。この解析結果は、末端会合性星型鎖の過渡ゲルの予備実験結果と良好に一致した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
星型多量会合体の粘弾性緩和と誘電緩和の挙動の違いを理論的、実験的に解明することで、より複雑な高分子系の動的特性の理解の進展につながった。これにより、高分子物理学の分野で理論の改良/確立が期待される。会合系網目の力学挙動解析は、分子レベルでの相互作用とその結果として生じるマクロな材料特性の理解を深める。特に非線形応力緩和挙動の解析は、材料の破壊/再生メカニズムに関する研究の基盤ともなる。この知見は、より複雑な高分子ネットワークの力学挙動の理解に寄与し、新規高機能性材料の設計の指針ともなる。
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