界面機能設計による融合マテリアルの構築

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: 融合マテリアル：分子制御による材料創成と機能開拓
• 研究課題/領域番号: 22107006
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 青島 貞人 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50183728)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 機能性高分子 / 融合マテリアル / ハイブリッド材料 / 界面機能設計 / リビング重合

研究実績の概要

本研究では、分子制御された有機ポリマーを無機材料と組み合わせることにより、自己分解機能、高感度・高選択性、傾斜構造などを有する自然調和型融合マテリアルを得ることを目的とした。
まず刺激応答性ポリマーの精密合成法を検討し、オキシランとの共重合系、メタルフリー型開始剤系などが見いだされた。またブロックや星型ポリマーの新規合成法として、モノマー選択重合を利用した重合法、アセタール、エーテル、ヒドロキシ基を有する安定なマクロ開始剤からのブロック共重合法が検討され、生分解性を有する温度応答性ポリ乳酸ブロックコポリマーも合成された。
共役アルデヒドとビニルエーテルの制御カチオン共重合の展開として、本重合系がリビング的に進行しアセタール構造を形成することを利用して、ポリマーの特定位置に分解性ユニットを選択的に導入し設計通りにポリマーを切断する新手法、ブロックコポリマーや星型ポリマーに導入してゲルーゾル変化、内包物の放出する方法を見出した。一方、フィルム形成可能なポリスチレン類及び温度応答性セグメントを組み込んだブロックコポリマーを新たに精密合成し、高感度な応答パターンを示す温度応答性フィルムを創製した。界面機能設計において重要と考えられる、ポリマー表面構造の検討も行った。
さらに無機材料との融合を検討し、磁性細菌由来や融合プロセスにより作製した酸化鉄を触媒とした新規リビングラジカル重合系を見いだした。酸化鉄の構造の違いにより重合挙動が異なり、最適な構造の酸化鉄を用いると活性が高く再使用可能なリビング重合系が見いだされた。また、生体系を超える進化型バイオミネラリゼーションの一例として、有機高分子材料を精密に設計して新しいツボ型中空シリカナノ微粒子の創製やシリカナノ微粒子の配列制御を達成した。
本課題最終年度として、界面機能設計による融合マテリアル構築に関してこれまでの検討結果を総括した。

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] Sequence-Controlled Degradable Polymers by Controlled Cationic Copolymerization of Vinyl Ethers and Aldehydes: Precise Placement of Cleavable Units at Predetermined Positions (2015)
  • 著者名/発表者名: Marie Kawamura, Arihiro Kanazawa, Shokyoku Kanaoka and Sadahito Aoshima
  • 雑誌名: Polym. Chem. 巻: 6 ページ: in press
  • DOI: 10.1039/C5PY00493D
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Switchable Dispersivity and Molecular-Trapping Performance of Mesostructured CaCO3/Thermosensitive Polymer Composite Microspheres (2015)
  • 著者名/発表者名: Astuharu Inoue, Hitoshi Tamagawa, Yuya Oaki, Sadahito Aoshima, and Hiroaki Imai
  • 雑誌名: J. Materials Chemistry B 巻: 3 ページ: in press
  • DOI: 10.1039/c5tb00342c
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ring Assembly of Silica Nanospheres Mediated by Amphiphilic Block Copolymers with Oxyethylene Moieties (2015)
  • 著者名/発表者名: Shujun Zhou, Yukari Oda, Atsushi Shimojima, Tatsuya Okubo, Sadahito Aoshima and Ayae Sugawara-Narutaki
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 47 ページ: 128-135
  • DOI: 10.1038/pj.2014.115
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New Initiating Systems for Cationic Polymerization of Plant-Derived Monomers: GaCl3/Alkylbenzene-Induced Controlled Cationic Polymerization of β-Pinene (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukari Karasawa, Madoka Kimura, Arihiro Kanazawa, Shokyoku Kanaoka, and Sadahito Aoshima
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 47 ページ: 152-157
  • DOI: 10.1038/pj.2014.108
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic-driven Surface Segregation of a Hydrophilic Component in Diblock Copolymer Films (2015)
  • 著者名/発表者名: Cui Zhang, Yukari Oda, Daisuke Kawaguchi, Shokyoku Kanaoka, Sadahito Aoshima, and Keiji Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 ページ: 166-168
  • DOI: 10.1246/cl.140924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequency Control of Crossover Reactions in Concurrent Cationic Vinyl-Addition and Ring-Opening Copolymerization of Vinyl Ethers and Oxiranes: Specific Roles of Weak Lewis Bases and Solvent Polarity (2015)
  • 著者名/発表者名: Arihiro Kanazawa and Sadahito Aoshima
  • 雑誌名: Polym. Chem. 巻: 6 ページ: in press
  • DOI: 10.1039/C5PY00152H
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In Situ and Readily Prepared Metal Catalysts and Initiator for Living Cationic Polymerization of Isobutyl Vinyl Ether: Dual-Purpose Salphen as a Ligand Framework for ZrCl4 and an Initiating Proton Source (2015)
  • 著者名/発表者名: Sensho Kigoshi, Arihiro Kanazawa, Shokyoku Kanaoka, and Sadahito Aoshima
  • 雑誌名: Polym. Chem. 巻: 6 ページ: 30-34
  • DOI: 10.1039/C4PY01012D
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Density Profiles of Well-defined Poly(methyl 2-propenyl ether) (PMPE) near Water Interface (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukari Oda, Daisuke Kawaguchi, Toyoaki Hirata, Norifumi L. Yamada, Shokyoku Kanaoka, Sadahito Aoshima, Keiji Tanaka
  • 雑誌名: Macromol. Symp. 巻: 350 ページ: 99-104
  • DOI: 10.1002/masy.201400031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Thermo-triggered Drug Release in Intramuscular-transplanted Tumors using Thermosensitive Polymer-modified Liposomes and MRI (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kokuryo, Seiji Nakashima, Fuminori Ozaki, Kai-Hsiang Chuang, Sadahito Aoshima, Yukihito Ishizaka, Tsuneo Saga, Kenji Kono, and Ichio Aoki
  • 雑誌名: Nanomedicine 巻: 11 ページ: 229-238
  • DOI: 10.1016/j.nano.2014.09.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] 含フッ素セグメントをもつブロックコポリマーの精密合成および水／有機層間を往復可能な高分子ミセルの創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山中悠司、金澤有紘、金岡鐘局、青島貞人
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 72 ページ: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ビニルエーテルとスチレン類を有する新規ブロックポリマーの精密合成および高感度温度応答性フィルムの創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉﨑友哉、金澤有紘、金岡鐘局、青島貞人
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 72 ページ: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alkoxyoxirane, a Unique Cyclic Monomer: Controlled Cationic Homopolymerization Mediated by Long-Lived Species and Copolymerization with Vinyl Ether via Alkoxy Group Transfer (2014)
  • 著者名/発表者名: Arihiro Kanazawa, Shungo Kanda, Shokyoku Kanaoka, and Sadahito Aoshima
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 47 ページ: 8531-8540
  • DOI: 10.1021/ma502151q
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Controlled Cationic Alternating Copolymerization of Various Enol Ethers and Benzaldehyde Derivatives: Effects of Enol Ether Structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Ishido, Arihiro Kanazawa, Shokyoku Kanaoka, and Sadahito Aoshima
  • 雑誌名: J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 巻: 52 ページ: 1334-1343
  • DOI: 10.1002/pola.27122
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rational Design of Oxirane Monomers for Efficient Crossover Reactions in Concurrent Cationic Vinyl-Addition and Ring-Opening Copolymerization with Vinyl Ethers (2014)
  • 著者名/発表者名: Arihiro Kanazawa, Shokyoku Kanaoka, and Sadahito Aoshima
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 47 ページ: 6635-6644
  • DOI: 10.1021/ma501707a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] リビングカチオン重合と機能性ポリマーの創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 青島 貞人, 金岡 鐘局, 金澤 有紘
  • 学会等名: 2014年度Webinar 8回講演会
  • 発表場所: 高分子学会，東京
  • 年月日: 2015-01-20
  • 招待講演
• [学会発表] Design of Poly(vinyl ether)s for Control of their Interfacial Structures and Blood-Compatibility (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukari Oda, Cui Zhang, Hisao Matsuno, Norifumi L. Yamada, Shokyoku Kanaoka, Sadahito Aoshima, and Keiji Tanaka
  • 学会等名: The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] Ever-Evolving Star Polymer Synthesis by Living Cationic Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: Shokyoku Kanaoka, Arihiro Kanazawa, and Sadahito Aoshima
  • 学会等名: The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] 水/有機層間を移動する温度応答性高分子ミセルまたは星型ポリマーの創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸出吉樹, 山中悠介, 金澤有紘, 金岡鐘局, 青島貞人
  • 学会等名: 第63回高分子北陸支部研究発表会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] Precision Synthesis of Amine-Containing Polymers Towards the Controlled Fabrication of Unique Silica Materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Kira Landenberger, Yu Shinke, Yukari Oda, Sachio Tsuboike, Arihiro Kanazawa, Shokyoku Kanaoka, Sadahito Aoshima, Ayae Sugawara-Narutaki, Tatsuya Okubo, and Atsushi Shimojima
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Fusion Materials
  • 発表場所: Univ. of Tokyo, Tokyo
  • 年月日: 2014-11-03
• [学会発表] 構造の明確なシリカナノ粒子形成に向けた第一級アミノ基を側鎖に有するブロック共重合体の精密合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kira Landenberger, 金澤有紘, 金岡鐘局, 青島貞人
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] ポリ乳酸およびポリビニルエーテルセグメントを有する刺激応答性ブロックコポリマーの精密合成とその自己組織化挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関有希子, 新家雄, 金澤有紘, 金岡鐘局, 藤原知子, 青島貞人
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] Living Cationic Polymerization of Polymers Tailored Towards Directed Formation and Arrangement of Silica Nanomaterials (2014)
  • 著者名/発表者名: Kira Landenberger, Yu Shinke, Yukari Oda, Arihiro Kanazawa, Shokyoku Kanaoka, Sadahito Aoshima, Sachio Tsuboike, Shujun Zhou, Ayae Sugawara-Narutaki, Tatsuya Okubo, and Atsushi Shimojima
  • 学会等名: The 248th American Chemical Society National Meeting
  • 発表場所: San Francisco, LA, USA
  • 年月日: 2014-08-14
• [学会発表] リビングカチオン重合によるビニルエーテルとスチレン誘導体セグメントを有するポリマーの一次構造設計及び機能性フィルムの創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉﨑友哉, 金澤有紘, 金岡鐘局, 青島貞人
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-29
• [図書] 高分子ナノテクノロジーハンドブック（分担執筆：リビングカチオン重合） (2014)
  • 著者名/発表者名: 青島貞人, 金岡鐘局
  • 総ページ数: 1096 (pp. 272-279)
  • 出版者: NTS
• [備考] 青島研究室ホームページ
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/aoshima/index.html