| 研究課題/領域番号 |
17002007
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
福田 猛 京都大学, 化学研究所, 研究員(学術研究奨励) (00111972)
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| 研究分担者 |
辻井 敬亘 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00217308)
大野 工司 京都大学, 化学研究所, 助教 (00335217)
佐藤 貴哉 鶴岡工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (30399258)
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| キーワード | リビングラジカル重合(LRP) / ヨウ化ゲルマニウム / 超高圧LRP / 超高分子量LRPポリマー / 極低摩擦ブラシ / サイズ排除ブラシ / コロイド結晶ブラシ / 生体適合性ブラシ |
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| 研究概要 |
本研究課題は、濃厚ポリマーブラシを(1)リビングラジカル重合(LRP)に基づく合成化学、(2)ナノ構造・物性科学、及び(3)機能開発・応用科学の3側面から包括的かつ系統的に研究するものである。先ず(1)に関する基礎研究として、ゲルマニウムやスズのヨウ化物を触媒とする新しいLRP法を独自に開発し、PSやPMMAなど分子量分布の狭い高分子の精密合成に成功し、このLRPが、ヨウ化物ラジカルの媒介する新しいタイプの活性化機構で進行することを反応速度論的に解明した。また、高圧下(3000気圧)でのLRPにより、100万を超える高分子量で分布の狭いポリマーのLRP合成に成功し、超高膜厚ポリマーブラシ合成への道を拓いた。(2)に関して、濃厚ブラシの膨潤-脱膨潤挙動について、準希薄ブラシと明確に区別されうる濃厚ブラシ独自の膨潤挙動をはじめて観測した。また、対向濃厚ブラシが、その種類によらず、良溶媒中で高加重下においても極度に低い摩擦係数を示す事実をはじめ、対向ポリマーブラシ間の表面潤滑特性の体系的理解に役立つ多くの基礎データ得た。さらに、温度応答性を有する濃厚ブラシを合成し、温度上昇とともに、その膨潤度は次第に低下するのに対して、摩擦係数は転移温度付近において急激な上昇(3桁以上)を示すことを明らかにした。(3)に関して、濃厚ブラシ付与ナノ粒子が新しいタイプのコロイド結晶を形成し、その構造がグラフト鎖長とともに変化することを見出した。また、シリカ微粒子表面からのLRPグラフト重合時に、グラフト鎖の末端に光架橋姓のシンナモイル基を有する小セグメントを導入し、この複合微粒子をコロイド結晶化させた後に光照射で架橋反応を進行させる方法で、結晶構造を壊すことなく系をゲル化させることに初歩的にではあるが、はじめて成功した。さらに、濃厚ブラシ付与カラムのGPC研究で、ブラシ層がタンパク等に対してサイズ排除効果をもつことを確認した。これはクロマトグラフィーの新しい分離機構を提案するとともに、タンパク等のブラシ表面への吸着抑制効果を実証しており、生体適合性表面としての応用の道を拓きうる。さらに、上記の膨潤挙動の観測データとともに、濃厚ブラシと異分子・異物質との相互作用の体系的に理解に役立つ。
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