| 研究課題/領域番号 |
15201024
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
彌田 智一 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (90168534)
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| 研究分担者 |
中川 勝 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教授 (10293052)
浅岡 定幸 東京工業大学, 資源化学研究所, 助手 (50336525)
鎌田 香織 東京工業大学, 資源化学研究所, 助手 (00361791)
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| キーワード | 両親媒性ブロック共重合体 / 相分離構造 / ナノシリンダー配列構造 / 垂直配向 / 転写プロセス / 選択的金属化 / 選択的エッチング / ナノ金属材料 |
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| 研究概要 |
親・疎水性など相反する性質から成るブロック共重合体は、ミクロ相分離構造や特異な溶液内会合を実現することが知られている。特に、近年めざましい発展を遂げたリビング重合技術を駆使すれば、10^0〜10^1nmの各種ナノ構造を自在に作成できる。従来、これらの高分子ナノ構造は主にバルクや溶液内で研究されてきたが、ナノ構造を活かした機能材料へ展開するために、両親媒性ブロック共重合体のミクロ相分離構造の中で数ナノメートル径のナノシリンダーが規則的に配列したナノ相分離構造を膜面に対して垂直に配向させる製膜条件を探索した。この垂直配向ナノシリンダーアレイ構造の再現性と定量性を向上させ、高信頼性ナノ構造テンプレートとして、様々な構造転写プロセスを開発することを目標とした。
本年度は、ナノ構想分離構造の垂直配向について、ブロック共重合体の設計指針と製膜条件の探索を最優先で行い、「高信頼性ナノ構造テンプレート」の確立に成功した。また、それを用いた転写プロセスによるナノ構造材料の作製を行った。
(1)シリンダー径d、シリンダー間距離D、シリンダー長L、規則構造ドメイン面積aをブロック共重合体の分子設計および製膜方法によって、再現性よくまた定量的に制御することに成功した。
(2)このナノ相分離構造テンプレートの領域選択的なエッチング及び領域選択的なめっきによって、各種ナノ構造材料への展開を図った。
(1)両親媒性ブロック共重合体の機能設計(浅岡)
・ナノシリンダーアレイ型ナノ相分離構造を与えるブロック共重合体の分子設計。
・新たな機能性付与として、光二量化反応のクマリン、発光性分子、レドックスおよびスピン機能が期待できるビオローゲンを側鎖にもつブロック共重合体の設計。
(2)ナノ相分離構造生成のメカニズムと熱物性解析(彌田・中川)
特に、DSC-FTIRおよびDSC-XRDのその場二次元同時測定を用いた構造生成のメカニズムを解明した。
(3)ナノ相分離構造膜の選択エッチング(鎌田)
・表面有機薄膜の光配向と高効率光反応に豊富な経験をもつ分担者中川が親水性シリンダーの選択エッチング条件を探索し、ナノフィルターの作成を行った。
・疎水性ドメインの選択除去により個々のナノロッドを切り出し、長さの揃った親水性シリンダーを大量生産した。
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