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2009 年度 実績報告書

ゾル・ゲル転換の分子機構

計画研究

研究領域非平衡ソフトマター物理学の創成に関する総括研究
研究課題/領域番号 18068010
研究機関京都大学

研究代表者

田中 文彦  京都大学, 工学研究科, 教授 (50107695)

研究分担者 古賀 毅  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80303866)
金田 勇  酪農学園大学, 酪農学部, 教授 (30458129)
キーワードゾル-ゲル転換 / ゲル化時間 / 協同水和 / 共貧溶媒性 / 競合的水素結合 / 組替え網目 / 歪み硬化 / 応力極大
研究概要

水和モデルの精密化(多層水和,2種水和の競合など)を図り,鎖の立体規則性とLCST相分離,ゾル-ゲル転移,ゲルの体積相転移との関連を徹底して解析した(田中).種々の末端基を導入したPNIPAMを合成し(Winnik),グロビュール転移温度,LCST曲線の測定から末端基架橋と主鎖の水和との相関を解明した(田中,Winnik).
メタノールなどの第二溶媒混合による貧溶媒化を「競合する連鎖性水素結合」という観点から理論解析し,コイル-グロビュール転移,相分離,体積相転移に及ぼす「共貧溶媒性」の影響を解明し,溶媒シリーズとして体系的に整理した(田中,Winnik).
ゾル-ゲル転移は相転移かどうかという問題について多くの研究者の間に混乱がある.例えばDSC測定の吸熱ピークとゾル・ゲル転移とを直結させるのは短絡過ぎる.典型的な系をモデルにしてゾル-ゲル転移の熱力学的な特性を理論的に解析した(田中).
5~10%wt濃度のテレケリックPNIPAM水溶液のレオロジー的性質を,非線型領域に注目して理論(田中),実験(金田),シミュレーション(古賀)の3視点から総合的に研究した.特に,法線応力の振る舞い,勇断シックニング,歪み硬化,応力極大などの興味深い現象を,分子レベルの情報を一意的に結びつけ,レオロジー的性質を発現するような高分子の分子設計原理を探索している.
紐状ミセル溶液の粘弾性緩和の分子機構と絡み合いトポロジー相互作用との関係を調べ,濃度とともに短縮される緩和時間の物理的なメカニズムを解明した.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Temperature- and Tension-Induced Coil-Globule Transition of Poly(N-isopropylacrylamide) Chains in Water and Mixed Solvent of Water/Methanol2009

    • 著者名/発表者名
      F.Tanaka, T.Koga, H.Kojima, F.M.Winnik
    • 雑誌名

      Macromolecules 42

      ページ: 1321-1330

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat-Induced Phase Transition and Crystallization of Hydrophobically End-Capped Polv(2-isopropyl-2-oxazoline)s in Water2009

    • 著者名/発表者名
      R.Obeid, F.Tanaka, F.M.Winnik
    • 雑誌名

      Macromolecules 42

      ページ: 5818-5828

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Prediction on Normal Stresses under Shear Flow in Transient Networks of Telechelic Associating Polymers2009

    • 著者名/発表者名
      T.Koga, F.Tanaka
    • 雑誌名

      Macromolecules 43

      ページ: 3052-3060

    • 査読あり
  • [学会発表] 架橋PNIPAMゲルの協同水和と高温凝縮型の体積相転移2009

    • 著者名/発表者名
      小島広之, 古賀毅, 田中文彦
    • 学会等名
      第58回高分子討論会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] ゾル・ゲル転移一相転移かクロスオーバーか?-2009

    • 著者名/発表者名
      田中文彦
    • 学会等名
      田中豊一記念シンポジウム2009
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 年月日
      2009-08-05
  • [学会発表] 架橋PNIPAMゲルの協同水和と高温凝縮型の体積相転移2009

    • 著者名/発表者名
      小島広之, 古賀毅, 田中文彦
    • 学会等名
      田中豊一記念シンポジウム2009
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 年月日
      2009-08-05
  • [学会発表] 競合水素結合による水溶性感熱高分子の曇点移動2009

    • 著者名/発表者名
      田中文彦
    • 学会等名
      ソフトマター物理第4回領域研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-07-02
  • [学会発表] 架橋PNIPAMゲルの協同水和と高温凝縮型の体積相転移2009

    • 著者名/発表者名
      小島広之, 古賀毅, 田中文彦
    • 学会等名
      ソフトマター物理第4回領域研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-07-02
  • [図書] ソフトマターのための熱力学2009

    • 著者名/発表者名
      田中文彦
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      裳華房

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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