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単一分子鎖の直接観察によって明らかにする高分子ソフト界面の物性

公募研究

研究領域ソフトインターフェースの分子科学
研究課題/領域番号 23106713
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

青木 裕之  京都大学, 先端医工学研究ユニット, 准教授 (90343235)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード1分子計測(SMD) / 単一高分子鎖 / 表面・界面 / 薄膜 / 蛍光顕微鏡
研究実績の概要

本年度はせん断変形下における高分子鎖の変形挙動について、個々の高分子鎖を直接観察することで評価した。特に界面における分子レベルでのコンホメーション変化に着目した。測定には、前年度までに構築した超解像光学顕微鏡Photo-Activated Localization Microscopy (PALM)を用いた。試料として分子量220万のポリブチルメタクリレート(PBMA)を用いた。PALM観察のために、ローダミンスピロアミド色素で蛍光ラベルしたPBMAを合成し、これを蛍光ラベルしていないPBMA中にごく低濃度で分散することで、PBMA鎖一本の観察を行った。試料は厚さ200 μmの薄膜として2枚のカバーガラスの間に作製し、100℃においてせん断変形を与えた後に室温まで急冷して構造を凍結し、PALMによる観察を行った。個々の鎖を観察した画像データから、せん断方向における広がりのサイズを算出した。バルク内のPBMA鎖は、マクロなせん断変形に比例して、分子レベルでも変形したのに対して、界面近傍の鎖はあまり変形していないことが分かった。このことからガラス基板近傍には、高分子鎖がバルク状態よりも変形を受けにくい界面層が存在することが明らかとなった。さらに分子量効果の検討から、このような界面層の厚さは鎖の広がりのサイズで決まることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of End-to-end Distance of Single Polymer Chain in Ultra-thin Film by Super-resolution Fluorescence Imaging2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Aoki, Kazuki Mori, Toshiaki Takahashi, Shinzaburo Ito
    • 雑誌名

      Chem. Phys.

      巻: 419 ページ: 54-58

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2012.12.026

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformation of Single Polymer Chain in Rubbed Thin Film Observed by Fluorescence Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Toru Ube, Akihiko Shin, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 28 号: 39 ページ: 13871-13876

    • DOI

      10.1021/la302513c

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Single Polymer Chains in Three Dimensions by Super-resolution Fluorescence Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Aoki, Kazuki Mori, Shinzaburo Ito
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 8 号: 16 ページ: 4390-4395

    • DOI

      10.1039/c2sm07227k

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Surface Compositions of Phase-Separated structures in Conjugated Poly (phenylene vinylene) Blends by Scanning Near-Field Optical Microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Li-Ting Lee, Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 52 号: 25 ページ: 5897-5903

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2011.10.043

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relaxation of Single Polymer Chain in Poly (Methyl methacrylate) Films under Uniaxial Extension Observed by Scanning Near-field Optical Microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Toru Ube, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, Jun-ichi Horinaka, Toshikazu Takigawa, Toshiro Masuda
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 44 号: 11 ページ: 4445-4451

    • DOI

      10.1021/ma2004986

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 超解像法による単一分子のナノ光学イメージング:高分子材料の評価への応用2012

    • 著者名/発表者名
      青木裕之
    • 学会等名
      平成24年度繊維学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      福井大学
    • 年月日
      2012-09-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超解像光学顕微鏡による単一高分子鎖の配向状態の評価2012

    • 著者名/発表者名
      青木裕之, 進章彦, 宇部達, 伊藤紳三郎
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超解像光学顕微鏡による高分子の配向評価2012

    • 著者名/発表者名
      青木裕之, 進章彦, 黒田泰樹
    • 学会等名
      2012年光化学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] せん断変形下における単一高分子鎖の形態変化の評価 -超解像光学顕微鏡による直接観察-2012

    • 著者名/発表者名
      進章彦, 宇部達, 青木裕之, 伊藤紳三郎
    • 学会等名
      第61回高分子年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-05-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ナノ光学イメフジングによる高分子材料の構造評価2011

    • 著者名/発表者名
      青木裕之
    • 学会等名
      日本分光学会ナノ分光部会シンポジウム
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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