| 研究課題/領域番号 |
21H02000
|
|---|
| 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 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021) |
|---|
研究代表者 |
大野 工司 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00335217)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
|
|---|
| キーワード | 高分子合成 / 高分子構造・物性 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 自己組織化 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
微粒子が結晶状に配列した組織体であるコロイド結晶は、その屈折率の周期性により光の伝播を制御できるため光学材料へ応用できる。また、それは結晶構造のモデル系として適しており盛んに研究されている。近年、単純立方格子（SC）型のコロイド結晶が極めて優れた光学特性を示すことが報告された。しかし、その構造は不安定であり人工的に構築された例は皆無である。本研究では、我々が独自に開発したポリマーブラシ付与複合微粒子の合成技術を駆使して、SC型コロイド結晶の構築法を世界に先駆けて確立し、その構造および特性をあきらかにする。
|
| 研究実績の概要 |
本年度は、先ず、表面開始リビングラジカル重合によりローダミンおよびNBDにより蛍光標識したシリカ微粒子表面にカルボン酸、水酸基、および三級アミンを含有したポリマーブラシをグラフトすることにより複合微粒子を調製した。この際、グラフトポリマー鎖の分子量、モノマー組成を変えることにより、複合微粒子の構造パラメータを制御した。熱重量分析により高密度グラフト化を確認し、光散乱法および各種顕微鏡により複合微粒子の高い分散性を確認した。カルボン酸または水酸基含有ポリマーブラシ付与シリカ微粒子と三級アミン含有ポリマーブラシ付与複合微粒子を混合することにより、水素結合を介して相互作用することがわかり、それぞれの複合微粒子の濃度を調整することにより、両者が交互に配列した二成分系コロイド結晶を構築できることを明らかにした。この結晶化は、水素結合性溶媒の添加量によって制御できることがわかり、それが結晶化速度に大きく影響を与えることを明らかにした。また、グラフトポリマーの分子量を調整することにより、二成分の複合微粒子の結合様式を制限し、それによって配列状態を制御できることを明らかにした。事実、微粒子の混合比も併せて変化させることにより、微粒子が線状やピラミッド状に配列するユニークな構造の形成を観察できた。また、昨年度に合成した荷電ポリマーブラシ付与ナノシートが極めて迅速にリオトロピック液晶を形成することを明らかにした。この現象を詳細に検討した結果、液晶化は、溶媒の誘電率、溶媒の塩濃度、粒子表面の電荷密度に大きく依存することを明らかにした。これは、低極性溶媒中における異方性粒子の液晶形成に関する初めての例である。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
