| 研究課題/領域番号 |
16H04208
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
山本 貴広 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能化学研究部門, 主任研究員 (70392678)
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| 研究分担者 |
木原 秀元 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能化学研究部門, 研究グループ長 (60282597)
高橋 和義 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター, 研究員 (60645208)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 高分子 / 液晶 / 光可塑 / 光軟化 / 自己修復 / 粘着 / 接着 / ガラス転移温度 |
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| 研究実績の概要 |
高分子のガラス転移温度に与える液晶相構造の影響を検討するために，ネマチック相の比較となる，等方相からスメクチックA相へと直接転移する液晶化合物の探索を行った．その結果，シアノビフェニル骨格を有し，片末端のアルキル鎖長が９の液晶化合物は49.5℃に等方相－ネマチック相転移を示し，アルキル鎖長が１０の液晶化合物は51.5℃に等方相－スメクチックA相転移を示すことがわかった．
また，本研究において対象としている高分子のガラス転移温度の光降下について，その一般性（適用可能な高分子）を，高分子の極性に着目して検討した．ポリメタクリル酸メチル（高極性）とポリスチレン（低極性）をそれぞれ用いて光応答性樹脂を調製し，紫外光照射を照射したところ，高分子に依らずガラス転移温度の光降下を誘起できることを確認した．一方で，ガラス転移温度の光降下により発現する光接着性に与える被着体表面物性の影響を，ポリメタクリル酸メチルを用いた光応答性樹脂について調べたところ，オゾンもしくはアミノフェニルシランで処理した親水性ガラスに対しては，高い接着強度を示したが，オクタデシルシラン処理した疎水性ガラスに対しては，接着強度が親水性ガラスに比べて50分の1に低下した．これらの結果から，高極性高分子であるポリメタクリル酸メチルを用いた光応答性樹脂は，疎水性表面に対しては接着力が著しく低下することを明らかにした．
一方，高分子のガラス転移点と液晶相構造の相関関係を理論的アプローチにより探索するために，高分子‐液晶混合系の分子挙動を追跡可能な粗視化分子動力学計算プログラムを開発した．粗視化高分子モデルと粗視化液晶モデルとの組み合わせはこれまで十分に議論された報告例がなかったが，本プログラムを用いることで高分子‐液晶混合系における液晶分子配向秩序の温度転移が観測可能であることを確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
高分子の光可塑化の一般性やガラス転移温度に与える液晶相構造の影響について着実に知見を蓄積できている．また，理論との協働においてもプログラム開発に成功し，次年度以降の議論に目途が立ってている．
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| 今後の研究の推進方策 |
高分子のガラス転移温度の巨大な光降下を目指し，分子集合状態が光により大きく変化するアゾベンゼン誘導体を合成し，高分子の光可塑化能を評価する．シミュレーションを用いた液晶相構造とガラス転移温度の相関について議論を進める．
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