可動な結合点を基盤とするナノ-マクロ構造変換材料の創成

• 研究課題/領域番号: 25410125
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 打田 聖 東京工業大学, 理工学研究科, 講師 (70343168)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: ロタキサン / 空間連結 / ブロック共重合体 / 分岐高分子 / 高分子合成 / ナノ材料

研究成果の概要

ロタキサンの軸分子を高分子鎖とした高分子[2]ロタキサンの環状分子に高分子鎖を連結することで、ロタキサン構造が可動な分岐点として機能する新しい高分子の合成を行った。この高分子は環状分子の中に高分子鎖が貫通した構造であり、環状分子が高分子鎖に沿って運動できるため、動的な結合点として機能する。そのため、環状分子の位置によって直鎖状高分子から分岐高分子へと変換できるようなロタキサンというナノサイズの分子によって、高分子材料全体の物性が変化するような高分子を設計し合成した。このように高分子鎖のトポロジーを同一分子で変換できる高分子はこれまで報告されておらず、今後の進展が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of Macromolecular [2]Rotaxanes and their Component Mobility-Dependent Properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Z. Chen, D. Aoki, S. Uchida, H, Marubayashi, S, Nojima, T. Takata
  • 雑誌名: Angew. Chem., Int. Ed. 巻: 55 号: 8 ページ: 2778-2781
  • DOI: 10.1002/anie.201510953
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Vinylic Macromolecular Rotaxane Cross-Linkers Endowing Network Polymers with Toughness (2015)
  • 著者名/発表者名: Jun Sawada,Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Hideyuki Otsuka, and Toshikazu Takata
  • 雑誌名: ACS Macro Letters 巻: 4 号: 5 ページ: 598-601
  • DOI: 10.1021/acsmacrolett.5b00242
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Star/Linear Polymer Topology Transformation Facilitated by Mechanical Linking of Polymer chains (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Satoshi Uchida and Toshikazu Takata
  • 雑誌名: Angew. Chem., Int. Ed. 巻: in press 号: 23 ページ: 6770-6774
  • DOI: 10.1002/anie.201500578
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 新しい架橋剤：空間連結型架橋剤の合成とビニル重合系への展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 打田 聖、澤田 隼、飯島 圭祐、青木 大輔、中薗 和子、高田 十志和
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 72 号: 3 ページ: 93-103
  • DOI: 10.1295/koron.2014-0075
  • NAID: 130005129600
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Aproach to Cyclic Polymer from Linear Polymer: Synthesis and Transformation of Macromolecular [1]Rotaxane (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ogawa, Kazuko Nakazono, Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 雑誌名: ACS Macro Lett. 巻: 4 号: 4 ページ: 343-347
  • DOI: 10.1021/acsmacrolett.5b00067
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of A Mechanically Linked Transformable Polymer, (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 46 号: 9 ページ: 546-552
  • DOI: 10.1038/pj.2014.22
  • NAID: 40020178464
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanically linked Block/Graft Copolymers: Effective Synthesis via Functional Macromolecular [2]Rotaxanes (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 雑誌名: ACS Macro Lett 巻: 3 号: 4 ページ: 324-328
  • DOI: 10.1021/mz5001306
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Macromolecular [2]Rotaxane Having Polymer Chain (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Kazuko Nakazono, Yasuhito Koyama, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata,
  • 雑誌名: ACS MacroLett. 巻: 2 号: 6 ページ: 461-465
  • DOI: 10.1021/mz400197d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Synthesis and Property of Topology-transformable Polymer from A2B-ABA Facilitated by Rotaxane Linkage (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] Property Change of Rotaxane-Linked Block Copolymer Based on Mobility Switch of the Components (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhen Chen, Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] Mechanically Linked Block/Graft Copolymers Derived from Functionalized Macromolecular [2]Rotaxanes (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC2014)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] Synthesis of macromolecular [2]rotaxanesand their properties dependent on the component mobility (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhen Chen, Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC2014)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] Synthesis of Transformable Polymers from Star to Linear Shape Connected by a Rotaxane Linkage (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Uchida, Daisuke Aoki, Toshikazu Takata
  • 学会等名: 2014 Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium
  • 発表場所: Tainan (Taiwan)
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-24
• [学会発表] Shape-Transformable Polymer from Star to Linear Shape Facilitated by Mechanical Linking of Polymer Chains (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Uchida, Daisuke Aoki, Toshikazu Takata
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Polymer Symposium 2014
  • 発表場所: Daejeon (Korea)
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31
• [学会発表] 高分子[2]ロタキサンの合成と結晶化挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陳 震, 青木大輔, 打田 聖, 高田十志和
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
• [学会発表] 有機触媒を用いたリビング開環重合による高分子[2]ロタキサンの合成とトポロジー変換システムの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青木大輔, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] PolymerStructure Transformation from Star to Linear Using Mechanically Linkage (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: IUPAC MACRO2014
  • 発表場所: Chiang Mai (Thailand)
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [学会発表] Synthesis and Thermal Properties of Macromolecular [2]Rotaxanes with Different Degree of Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhen Chen, Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: IUPAC MACRO2014
  • 発表場所: Chiang Mai (Thailand)
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [学会発表] 重合度の異なる高分子[2]ロタキサンの合成と性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陳 震, 青木 大輔, 打田 聖, 高田 十志和
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] 2つの高分子[2]ロタキサン構造から成るポリマーの合成と線状-環状トポロジー変換 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青木 大輔, 打田 聖, 高田 十志和
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] ロタキサンを連結点とする高分子の合成とそのトポロジー変換 (2014)
  • 著者名/発表者名: 打田聖
  • 学会等名: 第14回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] 重合度の異なる高分子[2]ロタキサンの合成と熱物性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陳震, 青木大輔, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 第14回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] ２つの高分子[2]ロタキサン構造から成るポリマーの合成と線状-環状トポロジー変換 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青木大輔, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 第14回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 高分子[2]ロタキサンを基盤としたトポロジー変換システムの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青木大輔, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Synthesis and characterization of macromolecular [2]rotaxane having polymer chain as the axle component (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Yasuhito Koyama, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: 245th ACS National Meeting
  • 発表場所: New Orleans (US)
• [学会発表] 直鎖状-星型高分子トポロジー変換可能なブロックコポリマーの合成と特性制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青木大輔, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 日本ゴム協会2013年年次大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] ロタキサン連結点含有ブロックマクロモノマーを用いたスターポリマーの合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾知明, 青木大輔, 小山靖人, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 直鎖状-星型高分子トポロジー変換可能なブロックコポリマーの合成と特性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青木大輔, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 有機触媒を用いたリビング開環重合による反応性高分子[2]ロタキサンの合成と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青木大輔, 打田聖, 高田十志和
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] Synthesis and Characterization of Rotaxane-Linked Graft Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Aoki, Satoshi Uchida, Toshikazu Takata
  • 学会等名: The 13th Pacific Polymer Conference
  • 発表場所: Kaohsiung (Taiwan)
• [備考] 石曽根研究室HP
  • URL: http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/ishizone/top.html
• [備考] 高田研究室ウェブサイト
  • URL: http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/takata/japanese/index-j.html