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2017 年度 実績報告書

高分子積層薄膜のガラス転移と界面ダイナミクス -機構解明とその制御-

研究課題

研究課題/領域番号 16H04036
研究機関立命館大学

研究代表者

深尾 浩次  立命館大学, 理工学部, 教授 (50189908)

研究分担者 瀧川 佳紀  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20755483)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード高分子積層薄膜 / 界面ダイナミクス / ガラス転移 / 中性子反射率測定 / 誘電緩和測定 / 非対称拡散 / 基板効果
研究実績の概要

本年度はこれまでの研究の進捗状況を踏まえて、以下の研究実績をあげることができた。
1. 重水素化PMMA(d-PMMA)と水素化PMMA(h-PMMA)の積層膜に対する中性子反射率測定を行い、分子量の違う高分子をブレンドすることにより、d-PMMA層のガラス転移温度をコントロールした状態で、等温アニール過程におけるd-PMMA層とh-PMMA層の界面での構造変化のダイナミクスを調べた。これにより、界面で生じる構造変化の非対称性がd-PMMA層のガラス転移温度の変化とともに定性的に変化することを明らかにした。
2. 1.での研究成果を踏まえて、ポーランド・ビスワでの第8回複雑系緩和現象に関する国際研究集会(IDMRCS)において、Interfacial interaction and glassy dynamics in stacked thin films of poly(methyl methacrylate)というタイトルで招待講演を行った。この研究集会では当該分野の世界の研究者が一同に会しており、今後の研究の展開に関する重要な知見を得られた。
3. 本研究テーマに関連して、これまで推進してきた、フランスSolvay社・CNRS・リヨン大学との国際共同研究に関して、国際共同研究契約書を締結することができた。この契約に基づき、様々なポリアミド系高分子薄膜とダイナミクスに関する研究の展開を開始した。
4. 本研究テーマに関連して、フライブルグ大学において、Workshop on Recent Advances in Polymer Dynamics and Crystallizationを2017年9月14-15日の日程で開催した。深尾はオーガナイザーを務めるとともに、‘Heterogeneous dynamics in thin polymer films’というタイトルで講演を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

中性子反射率測定に関しては、測定結果がビームタイム時のビームの安定性に依存しており、なかなか十分なデータが取得できなかったため。

今後の研究の推進方策

以下に方策に従って今後の研究を推進する。
1)中性子反射率測定が本研究の重要な実験手法であるため、十分なビームタイムの取得のために努力し、安定した測定を継続する。
2)研究内容に関しては、中性子反射率測定によりPMMAで観測された界面ダイナミクスの変化がPS積層膜においても同様に観測されるかどうか、現象の普遍性を調べる。
3) ポリアミド系の高分子を対象として、分子量および水素結合の強さをコントロールした薄膜試料を用いて、誘電緩和測定を行う。電極分極(EP)過程の緩和時間の温度依存性より、フラジリティ指数を水素結合強度と膜厚の関数として評価する。
4) 研究成果を第8回誘電分光国際研究集会、高分子討論会などで発表することにより、その際のディスカッションを通して、今後の研究の展開についての総括を行う。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] CNRS/リヨン大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS/リヨン大学
  • [国際共同研究] フライブルグ大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      フライブルグ大学
  • [雑誌論文] Experimental investigation of the glass transition of polystyrene thin films in a broad frequency range2018

    • 著者名/発表者名
      R. Inoue, T. Kanaya, T. Yamada, K. Shibata, K. Fukao
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 97 ページ: 012501

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.97.012501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子積層薄膜のダイナミクスと界面相互作用2017

    • 著者名/発表者名
      深尾浩次
    • 雑誌名

      日本接着学会誌

      巻: 53 ページ: 303-309

  • [学会発表] 高分子積層薄膜のダイナミクスと界面構造2017

    • 著者名/発表者名
      深尾浩次
    • 学会等名
      17-1 高分子基礎物性研究会「高分子の薄膜・界面解析の新展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] 誘電緩和・中性子反射率測定による高分子積層薄膜のガラス転移ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      林達彦、瀬川健太、貞包浩一朗、山田悟史、深尾浩次
    • 学会等名
      平成29年度ソフトマター中性子散乱研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Heterogeneous dynamics in thin polymer films2017

    • 著者名/発表者名
      K.Fukao, T.Hayashi, K.Sadakane, N.L.Yamada, P. Sotta, D. Long
    • 学会等名
      Workshop on Recent Advances in Polymer Dynamics and Crystallization
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interfacial interaction and glassy dynamics in stacked thin films of poly(methyl methacrylate)2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hayashi, K. Segawa, K. Sadakane, K. Fukao, N.L.Yamada
    • 学会等名
      The 8th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Heterogeneous dynamics in single and stacked thin polymer films2017

    • 著者名/発表者名
      K. Fukao, N. Taniguchi, T. Hayashi, K. Sadakane, N.L. Yamada, P. Sotta, D. Long
    • 学会等名
      Symposium on Structure and Behavior of Polymers from Equilibrium to Far-From-Equilibrium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on Recent Advances in Polymer Dynamics and Crystallization2017

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公開日: 2018-12-17  

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