| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05201
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
熊木 治郎 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (00500290)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 高分子構造・物性 / 原子間力顕微鏡 / 高分子孤立鎖 / ブロック共重合体 / 分子運動 / 高湿度 / 原子間力顕微鏡（AFM) / 走査プローブ顕微鏡（AFM） |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高分子材料は、様々な場面で、「水」と相互作用しており、高分子と水の相互作用を分子鎖レベルで直接観察して明らかにすることは極めて重要である。
本研究では、基板上の様々な種類の高分子孤立鎖の高湿度下での分子運動を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて直接観察し、高分子の化学構造が運動挙動に与える影響を明らかにし、その結果を基に、ブロック共重合体や、特定の官能基を分子鎖の特定の位置に導入した高分子を設計し、高分子孤立鎖の運動を分子設計により、マニピュレートすることに挑戦する。
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| 研究実績の概要 |
昨年度は、主として疎水性高分子、およびそのブロック共重合体を用いて高湿度下（60-90％RH）での運動挙動をAFM観察したが、poly(methyl methacrylate)（PMMA)を除き、いずれも並進運動の観察には至らなかった。
本年度は、より高い運動性の期待される親水性高分子（poly(2-hydroxyethyl methacrylate), poly(methacylic acid), poly(N-isopropyl acrylamide)(PNIPAM),四級化poly(4-vinyl pyridine)等）に検討範囲を広げて検討を行った。その結果、親水性が高い高分子が必ずしも高湿度下で高い運動性を示すわけではなく、基板との吸着力が分子鎖の運動に大きな影響を与えることが分かった。
検討した中で最も高い運動性を示したPNIPAMと疎水性高分子であるPMMAのブロック共重合体の運動挙動を検討した。高湿度下でPMMAは主鎖方向にへびのように運動するのに対して、PNIPAMは基板上で激しく無秩序に運動するが、そのブロック共重合体の運動は、PMMAブロック鎖が先行して不定形に動くPNIPAMを引き連れて動く場合や、無秩序に運動するPNIPAMが主鎖方向に移動するPMMAを引き連れて動く場合等、規則性がなく、ブロック共重合体による制御された運動挙動は観察されなかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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