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2012 年度 実績報告書

高分子イオン密生ソフト界面のナノ構造と機能の相関

計画研究

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 20106006
研究機関京都大学

研究代表者

松岡 秀樹  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40165783)

研究期間 (年度) 2008-04-01 – 2013-03-31
キーワード高分子ブラシ / イオン性高分子 / 両親媒性高分子 / 自己組織化 / 反射率 / ホフマイスター順列 / 臨界塩濃度 / 臨界ブラシ密度
研究実績の概要

温度応答性を有するpoly(N-isopropyl acrylamide) (PNIPAm)を含む両親媒性ジブロックコポリマーを合成し,温度変化によるミセル/ユニマー転移,および ブラシの伸縮挙動の制御を試みた.PNIPAmは,34℃附近に下限臨界相容温度(LCST)を有し,これ以下では水溶性,以上では,疎水性となり不溶となる. PNIPAmとポリスチレンスルホン酸ナトリウム(NaPSS)から成るジブロックコポリマーを可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合法により合成した.室温では,水に分子分散してユニマーとして溶解し界面活性を示すことを確認した.溶液の温度を40℃とするとPNIPAmが疎水性に転移することによるミセル形成を光散乱法等により確認した.また,この転移は可逆的であった.ミセル形成にともない界面不活性へ転移することを期待していたが,界面活性を示した.しかし,起泡性は示さず,この例のない挙動解明にはさらなる検討が必要である.
poly(n-buthyl acrylate)(PnBA)とPNIPAmからなるジブロックコポリマーをRAFT重合により合成した.このポリマーを水面上に展開し,単分子膜を形成させた.表面圧―面積曲線測定,およびX線反射率測定により,この単分子膜は,水面上にPnBA層,その下の水面直下にPNIPAm層が形成されており,PNIPAm層はさらに絨毯層とブラシ層から成っていることを確認した.PNIPAmブラシ層にも臨界ブラシ密度が存在し,その値が小さいことから,水和水を含むブラシ鎖の立体障害がブラシ形成の主因と考えられた.温度を上昇されるとPNIPAmが疎水的となるため,ブラシ層は消滅し,絨毯層共に疎水層となって水面上へと移動した.この変化は可逆的であり,温度変化によりPNIPAmブラシの伸張/収縮を制御することに成功した.

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。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nanostructure of Cationic Polymer Brush at the Air/Water Interface2013

    • 著者名/発表者名
      Hideki Matsuoka, Shin’ichi Fujita, Arjun Ghosh, Shunichi Nakayama, Yuta Yamakawa, Shin-ichi Yusa and Yoshiyuki Saruwatari
    • 雑誌名

      MATEC Web of Conferences

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arjun Ghosh, Shin-ichi Yusa, Hideki Matsuoka and Yoshiyuki Saruwatari2013

    • 著者名/発表者名
      Arjun Ghosh, Shin-ichi Yusa, Hideki Matsuoka and Yoshiyuki Saruwatari
    • 雑誌名

      J.Chem.Biol.Interface

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray Reflectivity Study of Effect of Ion Species on the Nanostructure and its Transition of Poly(styrene sulfonate) Brush at the Air/Water Interface2012

    • 著者名/発表者名
      H.Matsuoka, S.Nakayama, T.Yamada
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 41(10) ページ: 1060-1062

    • DOI

      DOI:10.1246/cl.2012.1060

  • [雑誌論文] Molecular Weight Dependence of Non-Surface Activity for Ionic Amphiphilic Diblock Copolymers2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Matsuoka, Hao Chen, Kozo Matsumoto
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 8 (35) ページ: 9140-9146

    • DOI

      DOI:10.1039/C2SM25710F

  • [雑誌論文] Why Ionic Amphiphilic “Block” Copolymer can be Non-Surface Active? Comparison of Homopolymer, Block and Random Copolymers of Poly(styrenesulfonate)2012

    • 著者名/発表者名
      H.Matsuoka, M.Hachisuka, Kyohei Uda, T.Onishi, Shinji Ozoe
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 41(10) ページ: 1063~1065

    • DOI

      10.1246/cl.2012.1063

    • 査読あり
  • [学会発表] 温度応答型イオン性両親媒性高分子の自己組織化挙動とその温度および塩濃度依存性2012

    • 著者名/発表者名
      守屋翔太郎、ゴーシュ・アルジュン、遊佐真一、松岡秀樹
    • 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
      20120919-21
  • [学会発表] 温度応答性両親媒性高分子の水面単分子膜形成挙動およびナノ構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      宇田京平、ゴーシュ・アルジュン、遊佐真一、松岡秀樹
    • 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
      20120919-21
  • [学会発表] Stimuli-responsive non-surface active / surface active transition of ionic amphiphilic diblock copolymers2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Matsuoka, Arjun Ghosh, Sivanantham Murugaboopathy, Masahiro Hachisuka, Shotaro Moriya
    • 学会等名
      IACIS (International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      20120513-18
  • [学会発表] X-ray Reflectivity Study of Polyelectrolyte Brush at the Air/Water Interface---Formation Mechanism of Anionic, Cationic, and Zwitter Ionic Brushes2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Matsuoka
    • 学会等名
      GISAS 2012 Kyoto (The 2nd International Conference on Grazing-Incidence Small-Angle Scattering Meeting)
    • 発表場所
      Kyoto Institute of Technology(京都)
    • 年月日
      2012-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 塩濃度に依存してミセル/ユニマー転移を示す強イオン性両親媒性高分子の合成とその自己組織化挙動2012

    • 著者名/発表者名
      木戸優子,蜂須賀正紘,守屋翔太郎,ゴーシュ・アルジュン,松岡秀樹
    • 学会等名
      第58回高分子研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県民会館
    • 年月日
      2012-07-13
  • [学会発表] Polyelectrolyte brush at the air/water interface –formation mechanism, nanostructure and its transition2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Matsuoka
    • 学会等名
      14th International Conference on Organized Molecular Films (ICOMF14 - LB14)
    • 発表場所
      パリ(フランス)
    • 年月日
      2012-07-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 温度応答型界面不活性両親媒性高分子の合成とその自己組織化挙動2012

    • 著者名/発表者名
      守屋翔太郎、蜂須賀正紘、ゴーシュ アルジュン、松岡秀樹
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-05-29 – 2012-05-31
  • [学会発表] 水面単分子膜における両イオン性高分子ブラシの形成挙動およびナノ構造の調査2012

    • 著者名/発表者名
      山川 雄大、ゴーシュ アルジュン、遊佐 真一(兵庫県大院工)、猿渡 欣幸(大阪有機化学工業)、松岡 秀樹
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-05-29 – 2012-05-31
  • [学会発表] 水/有機溶媒混合系におけるイオン性両親媒性ジブロックコポリマーの特性調査および界面不活性性発現機構の考察2012

    • 著者名/発表者名
      蜂須賀 正紘、GHOSH Arjun、○松岡 秀樹
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-05-29 – 2012-05-31
  • [学会発表] Foam Stability and Micellization of Temperature Responsive Amphiphilic Block Copolymer2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Matsuoka, Arjun Ghosh, Shin-Ichi Yusa(Graduate School of Engineering, University of Hyogo), Yoshiyuki Saruwatari (Osaka Organic Chemical Industries Ltd)
    • 学会等名
      IACIS (International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2012-05-13
  • [学会発表] Synthesis of the temperature responsive non-surface active amphiphilic diblock copolymers and their self-assembly behaviors2012

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Moriya, Masahiro Hachisuka, Arjun Ghosh, Hideki Matsuoka
    • 学会等名
      IACIS (International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2012-05-13
  • [学会発表] Influence of salt on the micellization behavious of amphiphilic diblock copolymers containing betaine2012

    • 著者名/発表者名
      Sivanantham Murugaboopathy, Hideki Matsuoka
    • 学会等名
      IACIS (International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2012-05-13
  • [学会発表] Investigation of formation and nanostructure of thermo-responsive amphiphilic block copolymer monolayer on the water surface2012

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Uda, Yuta Yamakawa, Arjun Ghosh, Shin-Ichi Yusa(Graduate School of Engineering, University of Hyogo), Yoshiyuki Saruwatari (Osaka Organic Chemical Industries Ltd), Hideki Matsuoka
    • 学会等名
      IACIS (International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2012-05-13
  • [図書] X線・中性子小角散乱法,『先端バイオマテリアルハンドブック』2012

    • 著者名/発表者名
      松岡秀樹(分担執筆)
    • 総ページ数
      656
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [備考] 京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻 先端機能高分子講座B 松岡研究室

    • URL

      http://star.polym.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2018-02-02  

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