温度勾配を利用した無機コア／有機シェル型ナノ粒子の空間的秩序配列の配向制御

• 研究領域: 元素ブロック高分子材料の創出
• 研究課題/領域番号: 25102524
• 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: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 櫻井 伸一 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (90215682)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 元素ブロック高分子材料 / 小角X線散乱 / ナノ構造解析

研究実績の概要

本研究では、温度勾配を利用したナノ粒子の規則的空間配列を目標にしており、このため、温度勾配セルを装備した２次元小角Ｘ線散乱／２次元広角Ｘ線散乱／２次元(Ｈｖ)光散乱同時時分割測定システムを構築し、それを用いて、PEG（ポリエチレングリコール）ホモポリマー、PEG/ポリ乳酸ブレンド、PEG-ポリ乳酸ジブロック共重合体、そして無機コア／有機シェル型ナノ粒子の配向制御を行う。昨年度はPEGホモポリマー、PEG/ポリ乳酸ブレンド、無機コア／有機シェル型ナノ粒子等の試料についてのX線散乱による粒子サイズ分布関数の評価法の確立に向けて研究を行った。今年度は最終目標であるナノ粒子の「巨大な単結晶」作製を目指して研究を行い、下記の成果を挙げた。
１. ブロック共重合体溶液の蒸発過程におけるミクロ相分離構造形成過程の解析
２. 流動場印加によるBCC格子の配向化
３. SAXS法による両親媒性オリゴマー・ポリマーを用いた元素ブロック/金属錯体の超分子のナノ粒子の粒径分布解析（A02班：黒岩敬太先生との共同研究）
４. SAXS構造解析によるA01班：中建介先生、A02班：森末光彦先生、冨田育義先生、藤原尚先生、A03班：藤井秀司先生、宮田隆志先生、米澤徹先生との共同研究。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Supramolecular Elastomers: Self-Assembling Star–Blocks of Soft Polyisobutylene and Hard Oligo(β-alanine) Segments (2015)
  • 著者名/発表者名: Joseph Scavuzzo, Shogo Tomita, Shiwang Cheng, Hao Liu, Min Gao, Joseph P. Kennedy, Shinichi Sakurai, Stephen Z. D. Cheng, and Li Jia
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 号: 4 ページ: 1077-1086
  • DOI: 10.1021/ma502322n
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Analyses on Morphology of Spherulites in Poly(oxyethylene) and Its Blends with Amorphous Poly(d,l-lactic acid) by X-ray Computerized Tomography (2015)
  • 著者名/発表者名: Nguyen-Dung Tien, Yukihiro Nishikawa, Masato Hashimoto, Masatoshi Tosaka, Sono Sasaki, Shinichi Sakurai
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 47 号: 1 ページ: 37-44
  • DOI: 10.1038/pj.2014.83
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermo-Responsive Polypyrrole-Palladium Nanocomposite Particles Synthesized by Aqueous Chemical Oxidative Dispersion Polymerization (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, S. Wada, S. Yusa, S. Sakurai, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 雑誌名: Journal of The Adhesion Society of Japan (Special Issue, WCARP-V) 巻: 51
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Supramolecular control of reverse spin transitions in cobalt(II) terpyridine complexes with diblock copolypeptide amphiphiles (2015)
  • 著者名/発表者名: Keita Kuroiwa, Tsubasa Arie, Shinichi Sakurai, Shinya Hayami, Timothy J. Deming
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 30 ページ: 7779-7783
  • DOI: 10.1039/c5tc00677e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 両親媒性N-イソプロピルアクリルアミド重合体からなるナノ構造体の創成と遷移金属イオンの集積組織化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒岩敬太・日熊千春・下川祥史・鉢迫博・櫻井伸一
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 71 ページ: 457-466
  • NAID: 130004700458
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nanomorphology Characterization of Sterically Stabilized Polypyrrole-Palladium Nanocomposite Particles (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeoka, H.; Fukui, N.; Sakurai, S.; Nakamura, Y.; Fujii, S.
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 46 号: 10 ページ: 704-709
  • DOI: 10.1038/pj.2014.44
  • NAID: 40020221868
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intriguing transmission electron microscopy images observed for perpendicularly oriented cylindrical microdomains of block copolymers (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ohnogi, Toshiyuki Isshiki, Sono Sasaki, Shinichi Sakurai
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 6 号: 18 ページ: 10817-10823
  • DOI: 10.1039/c4nr02074j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Small-Angle X-ray Scattering Studies on Melting and Recrystallization Behaviors of Poly(oxyethylene) Crystallites in Poly(d,l-lactide) / Poly(oxyethylene) Blends (2014)
  • 著者名/発表者名: Tien, N.-D.; Sasaki, S.; Masunaga, H.; Shimizu, N.; Igarashi, N.; Sakurai, S.
  • 雑誌名: Polymer 巻: 55 号: 10 ページ: 2562-2569
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2014.03.048
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Imidazolium Salt-Terminated Poly(amidoamine)-Typed POSS-Core Dendrimers and Their Solution and Bulk Properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Naka, K.; Shinke, R.; Yamada, M.; Belkada, F.; Aijo, Y.; Irie, Y. Shankar, S. R.; Smaran, K. S.; Matsumi, N.; Tomita, S.; Sakurai, S.
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 46 号: 1 ページ: 42-51
  • DOI: 10.1038/pj.2013.60
  • NAID: 40019921434
  • 査読あり
• [学会発表] 種々のアルキレン鎖で架橋されたイソブチル基含有スター型POSS誘導体光学的透明膜の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安本 勇太, 櫻井 伸一, 中 建介
  • 学会等名: 第63回高分子年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] ポリ乳酸／ポリオキシエチレン(PEG)ブレンド中に形成される高度に規則正しいPEG結晶ラメラ積層構造と昇温にともなう融解過程の２次元小角X線散乱による研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: Nguyen-Dung Tien, 五十嵐 教之, 清水 伸隆, 佐々木 園, 櫻井 伸一
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] イミダゾリウム塩末端ポリ(アミドアミン)型POSS核デンドリマーの規則配列 (2013)
  • 著者名/発表者名: 富田 翔伍, 佐々木 園, 櫻井 伸一, 入江 康行, 中 建介
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学