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2004 年度 実績報告書

高分子の高次構造を鋳型とした特殊形態を有するナノスケール導電性物質の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15310085
研究機関東京工業大学

研究代表者

平尾 明  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00111659)

研究分担者 杉山 賢次  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20282840)
キーワードブロック共重合体 / 星型ポリマー / 高次構造 / 導電性ナノ組織体 / 導電性ナノシート
研究概要

ジメチルアミノ基を有する特別に分子設計したアニオン開始剤を用い、ビニルフェニルスルフォキシドのリビングアニオン重合を行い、末端に1-4個のジメチルアミノ基を有し、分子量が精密に制御されたポリ(ビニルフェニルスルフォキシド)の合成法を確立した。さらにこれらのポリマーと、別途にリビングアニオン重合を用いて合成した鎖末端にカルボキシル基を導入したポリスチレンやポリイソプレンを溶液中で混合することで、イオン結合(COO^-N^+HMe_2)を経由した、新規のブロック共重合体や星型ポリマーの合成に成功した。得られたポリマーの静的光散乱より求めた分子量は計算値と良く一致し、NMR、IR、元素分析の結果より構造が確かめられた。
このようにして得られたブロック共重合体や星型ポリマーは、フィルムにキャストした後、150度で数時間加熱処理を行うと、ポリ(ビニルフェニルスルフォキシド)部分がポリアセチレンに定量的に変換される。透過型電子顕微鏡で測定するとフィルム全体に層構造が観察され、その周期は分子量によるが、30-50nmであることがわかった。従って、導電性のポリアセチレン鎖とポリスチレン鎖(あるいはポリイソプレン鎖)が分子レベルで交互に層状のナノオーダで相分離しており、ナノオーダ導電性と絶縁性からなるナノラメラ組織体が創製されたことになる。マクロ的には、層方向には導電性を示し、一方層の垂直方向に対しては絶縁性を示す異方性フィルムである。
次いでフィルムをHClのTHF溶液で処理すると、イオン結合が解離し、ポリスチレン(あるいは、ポリイソプレン)部分がTHF中に溶解し、ポリアセチレンのみで形成されたナノオーダの均一の厚みを持つナノシートの単離を行い、AFMや操作型電子顕微鏡でその存在を初めて明らかにした。現在、ブロック共重合体と星型ポリマーの構造の違いや各分子量を変えて、ラメラ構造に加え、シリンダーや球状構造の可能性の探索とポリスチレン鎖の解離溶解による、導電性のナノロッドやナノスフェアの創製を行っている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Anionic Polymerization of New Dual-Functionalized Styrene and α-Methylstyrene Derivatives Having Styrene and α-Methylstyrene Moiety2005

    • 著者名/発表者名
      A.Hirao, M.Kitamura, M.Hayashi, S.Loykulnant, K.Sugiyama
    • 雑誌名

      Macromol.Symp. 00

  • [雑誌論文] Synthesis of Well-Defined Star-Branched Polymers by Coupling Reaction of Star-Branched Polymer Anions Comprised of Three Polymer Segments with Chain-End-Functionalized Polystyrenes with a Definite Number of Benzyl Bromide Moieties2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hirao, K.Kawasaki, T.Higashihara
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 5179-5189

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Synthesis of Block Copolymers and Star-Branched Polymers Consisting of Conducting Polyacetylene Segments via Ionic Interaction to form Ionic Bond2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hirao, Y.Karasawa, T.Higashihara, Y.Zao, K.Sugiyama
    • 雑誌名

      Designed Monomers and Polymers 7

      ページ: 647-660

  • [雑誌論文] Synthesis of Well-Defined Dendrimer-like Branched Polymers and Block Copolymer by Iterative Approach Involving Coupling Reaction of Living Anionic Polymer and Functionalization2004

    • 著者名/発表者名
      A.Matsuo, T.Watanabe, A.Hirao
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 6283-6290

  • [雑誌論文] Surface Structure of Asymmetric Fluorinated Block Copolymers2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yokoyama, K.Tanaka, A.Takahara, T.Kajiyama, K.Sugiyama, A.Hirao
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 939-945

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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