メゾスコピックスケール空間の機能化

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12305060
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 橋本 竹治 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20026230)
• 研究分担者: 西条 賢次 京都大学, 大学院・工学研究科, 教務職員 (60115847) ; 竹中 幹人 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30222102) ; 長谷川 博一 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60127123)
• キーワード: ブロックコポリマー / ミクロ相分離 / メゾスコピック / 多孔体 / 共連続構造 / 金属超微粒子 / 機能性材料 / 電子顕微鏡

研究概要

ブロックコポリマーが形成する周期的多相構造(ミクロドメイン構造)を利用し、その一方のミクロドメインをオゾン分解法により選択的に除去することにより得たメゾスコピックスケールの孔径を持つ多孔体を作製し、さらにそのメゾスコピックスケール空間を利用した機能性材料の開発に関する基礎的研究を行った。
平成12年度は、先ず単体ではラメラ構造を持つ対称組成のポリイソプレン-ポリ2ビニルピリジンジブロックコポリマーとポリ2ビニルピリジンホモポリマーとのブレンドを用いて共連続ミクロドメイン構造を作製し、その構造を顕微鏡法およびX線散乱法により解析した。その結果、再現性よくDouble Gyroid共連続ミクロドメイン構造を作製する条件を明らかにすることができた。さらにジヨードブタンによりポリ2ビニルピリジン相を選択架橋した後、そのポリイソプレン相を選択的にオゾン分解することにより周期的網目構造を持つ多孔体を作製することに成功した。また、得られた多孔体構造を本研究補助金で購入した超高分解能走査電子顕微鏡を用いて明瞭に観察することに成功した。さらにこのポリ2ビニルピリジン多孔体をパラジウムアセチルアセテート(Pd(acac)_2)を含む1-プロパノール/トルエン混合溶液に浸漬し、高温で乾留することによりPdイオンの還元をった。その結果、直径6-10ナノメートル程度のPd金属超微粒子をポリ2ビニルピリジン多孔体中に分散させることに成功した。また、Pd金属超微粒子の直径が乾留時間とともに時間の1/3乗に比例して増加することを見いだした。このような金属超微粒子を担持したナノ多孔体は、触媒あるいは電子材料としての用途が期待される。
さらに予備的研究として、ポリスチレン-ポリイソプレンジブロックコポリマーのミクロドメイン中への低分子電荷移動錯体の導入を試みた。その結果ヨウ素でドープしたTTFをポリスチレン相あるいはポリイソプレン相に選択的に導入する技術の開発に成功した。

研究成果

• [文献書誌] A.Okumura,K.Tsutsumi and T.Hashimoto: "Nanohybrids of Metal Nanoparticles and Block Copolymers. Control of Spatial Distribution of the Nanoparticles in Microdomain Space"Polym.J. 32(6). 520-523 (2000)
• [文献書誌] J.Bodycomb,D.Yamaguchi,and T.Hashimoto: "A Small-Angle X-ray Scatteing Study of the Phase Behavior of Diblock Copolymer/Homopolymer Blends"Macromolecules. 33(14). 5187-5197 (2000)
• [文献書誌] M.Hayashi, et al.: "Neutron Reflectivity Study of Diblock Formation during Reactive Blending Processes"Macromolecules. 33(17). 6485-6494 (2000)
• [文献書誌] D.Yamaguchi, S.Shiratake and T.Hashimoto: "Ordered Structure in Blends of Block Copolymers. 5. Blends of Lamella-Forming Block Copolymers"Macromolecules. 33(22). 8258-8268 (2000)
• [文献書誌] N.Y.Vaidya,C.D.Han,D.Kim,N.Sakamoto and T.Hashimoto: "Microdomain Structures and Phase Transitions in Binary Blends Consisting of a Highly Asymmetric Block Copolymer and a Homopolymer"Macromolecules. 34(2). 222-234 (2001)
• [文献書誌] D.Yamaguchi,M.Takenaka,H.Hasegawa,and T.Hashimoto: "Macro- and Microphase Transitions in Binary Blends of Block Copolymers with Complementarily Asymmetric Compositions"Macromolecules. 34(6). 1707-1719 (2001)