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2017 年度 実績報告書

高分子ブレンド単分子膜の動的挙動AFM観察

研究課題

研究課題/領域番号 15H03861
研究機関山形大学

研究代表者

熊木 治郎  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (00500290)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード高分子の構造・物性 / 走査プローブ顕微鏡 / 高分子超薄膜 / ナノ材料 / 表面・界面物性
研究実績の概要

高分子ブレンド単分子膜中に可溶化させた分子鎖の運動を動的に観察することにより、単分子膜の動的な特性を明らかにすることを目的に検討を進めた。
[1. ブレンド単分子膜の運動挙動] 既にisotactic poly(methyl methacrylate) (it-PMMA)分子を少量、孤立鎖状態で、poly(n-nonyl acrylate)(PNA)、およびpoly(n-nonyl acrylate)(PBA)単分子膜に可溶化させたサンプルの高湿度下での運動挙動を検討し、PNA単分子膜中では、it-PMMA鎖が短時間で単分子粒子状に凝集するのに対して、PBA単分子膜中では、孤立鎖状態を維持したまま活発に運動することを見出している。本年度はその挙動の差が生じる原因について検討を行い、(1)PNA、PBA分子は、it-PMMAに比べてガラス転移温度が大幅に低いにも関わらず、疎水性が高いため、高湿度条件では、ほとんど運動していないこと、(2)従って、it-PMMAの運動挙動の差はマトリックス単分子膜の構造の差にあり、 PNAが水面上で密な凝集膜を形成するのに対して、PBAが膨張膜を形成し、膜の緻密さに差があるため、であることが明らかになった。
[2. 孤立鎖からのステレオコンプレックス形成挙動] it-PMMAとsyndiotactic (st) PMMAを少量、孤立鎖状態でPMMAオリゴマー単分子膜に可溶化させた単分子膜を圧縮すると孤立鎖状態からステレオコンプレックス(SC)が形成されることを既に見出している。本系についても検討した結果、(1)PMMAオリゴマー単分子膜中で、両ポリマーとも単分子膜に可溶化したまま運動可能であること、(2) SC形成過程を直接分子鎖レベルで動的に観察できること、が分かった。今後、詳細に検討することにより、SC形成過程を明らかにできるものと期待される。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

アウトリーチ活動 (1)出前授業(参加者:50名)、青森県立青森南高等学校、2017年9月8日、(2)山形県立米沢東高等学校研究室見学(参加者:17名)、山形大学熊木研究室、2017年10月17日

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Molecular Combing of a Flexible Polymer Chain by Simple Spin Casting2018

    • 著者名/発表者名
      Chisato Shimanuki, Yuuma Matsuta, Ryo Fujita, Jiro Kumaki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 ページ: 3983-3990

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00325

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 単分子膜を用いた高分子鎖構造の原子間力顕微鏡観察の進展2017

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 66 ページ: 567-571

  • [学会発表] AFMを用いた高分子鎖構造の直接観察2018

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 学会等名
      平成29年度東海シンポジウム(高分子学会東海支部)
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization of Polymer Chain Structures in Two-Dimensional Films by Atomic Force Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kumaki
    • 学会等名
      2018 Special Seminar Series (The University of Akron)
    • 招待講演
  • [学会発表] 基板上に展開するブレンド融液中の高分子孤立鎖のin-situ AFM観察2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉康宏、熊木治郎
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Visualization of Polymer Chain Structures in Two-Dimensional Films by Atomic Force Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kumaki
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium (JTBPS 2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polymer Chain Structures Observed by Atomic Force Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kumaki
    • 学会等名
      Workshop: Recent Advances in Polymer Dynamics and Crystallization, University of Freiburg
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallization Behavior of Polymer Langmuir Monolayers Observed by High-Resolution Atomic Force Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Iwashima, Kenji Watanabe, Jiro Kumaki
    • 学会等名
      International Discussion Meeting on Polymer Crystallization 2017 (IDMPC 2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単分子膜を用いた高分子結晶の高分解能原子間力顕微鏡観察2017

    • 著者名/発表者名
      熊木治郎
    • 学会等名
      第26回有機結晶シンポジウム(日本化学会有機結晶部会)
    • 招待講演
  • [備考] 山形大学 熊木研究室

    • URL

      http://kumaki-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html

  • [備考] 山形大学教員情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/html/100000173_ja.html

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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