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2018 年度 実績報告書

動的共有結合化学を利用する繰り返し駆動型メカノクロミック高分子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H01205
研究機関東京工業大学

研究代表者

大塚 英幸  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00293051)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード高分子反応 / 動的共有結合化学 / メカノクロミズム / 高分子合成 / 高分子構造・物性
研究実績の概要

平成30年度は、平成29年度に着手したメカノクロモフォアライブラリーの構築と評価(ステージ1)に関して当初計画をほぼ完了した。平成29年度までに、3種類のメカノクロモフォアのジオール誘導体、およびポリスチレン誘導体の合成を完了しており、TASNに関しては様々な置換基を有する一連の誘導体の合成にも成功していたが、さらに平成30年度は複数のメカノクロモフォアを新たに開発して、メカノクロモフォアライブラリーの構築拡充と評価を行った。
また、メカノクロミック高分子の合成と評価(ステージ2)に関しても、前年度に引き続き、ポリスチレン、アクリル系ポリマー、セグメント化ポリウレタン、などを合成し、メカノクロミック特性の評価を行い、新たな知見が数多く得られた。特に、このステージ2については大きな進展があり、次年度(平成31年度)予算の前倒し使用も認めらたため、メカノクロミック高分子の合成と構造解析の実施に必要な大型解析装置を購入して、メカノクロミック高分子の合成と評価に関する研究を大きく加速させることができた。特に大きな進展は、幅広いモノマーを重合可能なラジカル重合によってメカノクロミック高分子を簡便に合成できるようになったことである。
さらに、メカノクロミック高分子のマルチカラー化(ステージ3)に関しては、当初の計画では平成30年度から着手予定であったが、すでに平成29年度において、ポリスチレン系でマルチカラーメカノクロミズムの検討を前倒しで実施し、7色のメカノクロミックポリスチレンの構築に成功している。平成30年度は、これまでに得られた知見をもとに、本格的にマルチカラーメカノクロミックポリマーに関する研究を推進し、力学的な強度の違いによって多段階の色彩変化を示すメカノクロミックポリマーの開発に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ステージ1は、計画どおりに今年度で当初計画を完了することができた。
ステージ2は、当初の計画よりも半年ほど前倒しで研究が進展している。実際に、平成30年度は平成31年度予算を前倒し使用を行い、メカノクロミック高分子の合成と構造解析の実施に必要な大型解析装置を購入して、メカノクロミック高分子の合成と評価に関する研究を大きく加速させた。
ステージ3に関しても、半年程度の前倒しで研究が進展している。
以上のことから、当初の計画以上に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

平成31年度の交付予定額を平成30年度前倒しして使用したため、平成31年度は当初計画よりも少ない予算で研究を推進することになるが、当初計画どおりに第2ステージと第3ステージを並列して行い、必要に応じて令和2年度予算を前倒し使用する。最終年度となる令和2年度は、第3ステージの残りを中心に研究を実施して、研究全体をできるだけ前倒しすることで実験を行う期間を短縮し、残りの期間を系統的な研究まとめに利用する計画である。

  • 研究成果

    (48件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (40件) (うち国際学会 25件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] イリノイ大学/スタンフォード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      イリノイ大学/スタンフォード大学
  • [雑誌論文] Multicolor Mechanochromism of a Polymer/Silica Composite with Dual Distinct Mechanophores2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuge Takahiro、Zhu Xiaolei、Lau Vivian M.、Aoki Daisuke、Martinez Todd J.、Moore Jeffrey S.、Otsuka Hideyuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 1898~1902

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13310

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Freezing-Induced Mechanoluminescence of Polymer Gels2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Sota、Ishizuki Kuniaki、Aoki Daisuke、Goseki Raita、Otsuka Hideyuki
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 7 ページ: 1087~1091

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.8b00521

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The photoregulation of a mechanochemical polymer scission2018

    • 著者名/発表者名
      Kida Jumpei、Imato Keiichi、Goseki Raita、Aoki Daisuke、Morimoto Masakazu、Otsuka Hideyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 3504 (1-6)

    • DOI

      10.1038/s41467-018-05996-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancement of the stimuli-responsiveness and photo-stability of dynamic diselenide bonds and diselenide-containing polymers by neighboring aromatic groups2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Nao、Takahashi Akira、Ohishi Tomoyuki、Goseki Raita、Otsuka Hideyuki
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 154 ページ: 281~290

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2018.09.022

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermally Stable Radical-Type Mechanochromic Polymers Based on Difluorenylsuccinonitrile2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hio、Sumi Toshikazu、Aoki Daisuke、Goseki Raita、Otsuka Hideyuki
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 7 ページ: 1359~1363

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.8b00755

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoinduced Regulation of the Heat Resistance in Polymer Networks with Diarylethene-Conjugated Reversible Covalent Cross-Links2018

    • 著者名/発表者名
      Kida Jumpei、Aoki Daisuke、Otsuka Hideyuki
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 8 ページ: 1~6

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.8b00876

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Photo-induced Regulation of the Heat Resistance in Polymer Networks with Diarylethene-conjugated Reversible Covalent Cross-links2019

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Kida, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials Yamagata University (IPONY)
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanofluorescence of Organic-Inorganic Composites with Tetraarylsuccinonitrile2019

    • 著者名/発表者名
      Fumika Hoshino, Takahiro Kosuge, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials Yamagata University (IPONY)
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的共有結合ポリマーによるメカノクロミズム2019

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      新物質・新材料による革新的なセンシング機能のインフラ構造分野への応用
    • 招待講演
  • [学会発表] ジフルオレニルスクシノニトリル骨格を架橋点に有するメカノクロミックポリマーの合成と特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      酒井飛鷹、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      精密ネットワークポリマー研究会 第12回若手シンポジウム
  • [学会発表] メカノクロミズムを示す機能性動的共有結合ポリマーの設計2019

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019、開殻性分子種:ファジーボンドが拓く新たな化学
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素結合による力学的な共有結合切断の活性化2019

    • 著者名/発表者名
      木田淳平、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
  • [学会発表] 架橋高分子ゲルの凍結誘起ラジカル生成を利用する高分子修飾2018

    • 著者名/発表者名
      加藤颯太、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 2つのメカノフォアから成る多色性メカノクロミック(高分子・無機)コンポジット材料2018

    • 著者名/発表者名
      小菅孝浩、ロブ マックスウェル J.、ハルメス アビゲイル J.、ラウ ビビアン M.、青木大輔 、ムーア ジェフェリー S.、大塚 英幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 熱解架橋性および熱再成形性を光制御可能な反応性架橋高分子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      木田淳平・青木大輔・大塚英幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] ジアリールビベンゾフラノン骨格をコアとするメカノクロミックデンドリマーの合成と力学応答性評価2018

    • 著者名/発表者名
      渡部拓馬、石附邦彬、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 熱に安定なメカノフォアを有するメカノクロミックポリマーの合成と特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      酒井飛鷹、鷲見聡一、後関頼太、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 静的および動的な共有結合を架橋点に有する高分子ゲルの凍結誘起メカノルミネッセンス2018

    • 著者名/発表者名
      加藤颯太、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 自己修復性や力学応答性を示す機能性動的共有結合ポリマーの設計2018

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      山形大学GMAPセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermally Healable and Reprocessable Polymer Networks Based on Dynamic Covalent Chemistry of Bis(hindered amino)disulfides2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      Polymer Networks and Gels 2018 (PNG2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱に安定なメカノクロミックポリマーの合成および電子スピン共鳴法による特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      酒井飛鷹、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第22回ESRフォーラム研究会2018
  • [学会発表] Diarylbibenzofuranone-based Mehanochromic dendrimers2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watabe, Kuniaki Ishizuki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Symposium on Polymer Science 2018 (JKJS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Freezing-Induced Mechanoluminescence: Dynamic Behaviors and Post-Modification via Radical Generation2018

    • 著者名/発表者名
      Sota Kato, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Symposium on Polymer Science 2018 (JKJS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermally Stable Mechanochromic Polymers Having Difluorenylsuccinonitrile2018

    • 著者名/発表者名
      Hio Sakai, Tosikazu Sumi, Raita Goseki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      256 th ACS National Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoregulation of Mechanochemical Polymer Scission with Diarylethene-conjugated Diels_Alder adduct2018

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Kida, Keiichi Imato, Daisuke Aoki, Raita Goseki, Masakazu Morimoto, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      256 th ACS National Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Freezing-Induced Mechanoluminescence of Cross-Linked Polymer Gels Based on Mechanocleavable Dynamic Carbon-Carbon Covalent Bonds2018

    • 著者名/発表者名
      Sota Kato, Kuniaki Ishizuki, Raita Goseki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      First International Conference on 4D Materials and Systems (ECS Student Chapter) (4DMS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Freezing-Induced Mechanoluminescence of Cross-Linked Polymer Gels Based on Mechanocleavable Dynamic Carbon-Carbon Covalent Bonds2018

    • 著者名/発表者名
      Sota Kato, Kuniaki Ishizuki, Raita Goseki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      First International Conference on 4D Materials and Systems (4DMS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoregulation of Mechanochemical Polymer Chain Scission Using Photoregulatable Mechanophore2018

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Kida, Keiichi Imato, Daisuke Aoki, Raita Goseki, Masakazu Morimoto, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      MoDeSt 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanochromic Polymer Having Thermostable Mechanophore2018

    • 著者名/発表者名
      Hio Sakai, Tosikazu Sumi, Raita Goseki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      MoDeSt 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Freezing-Induced Mechanoluminescence of Cross-Linked Polymer Gels Based on Machanocleavable Dynamic Covalent Bonds2018

    • 著者名/発表者名
      Sota Kato, Kuniaki Ishizuki, Raita Goseki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      MoDeSt 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanochromic Dendrimers Based on Radical-Type Mechanophore2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watabe, Kuniaki Ishizuki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      MoDeSt 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Dynamic Covalent Polymers with Self-healing and Mechanochromic Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      Department Seminar, Department of Chemistry, Hanyang University, Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Mechanochromic Polymers Based on Dynamic Covalent Chemistry,2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      2018 Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium (JTBPS2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanochromic Dendrimers: Dendrimers with a Radical-Type Mechanochromophore at the Core2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watabe, Kuniaki Ishizuki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      2018 Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium (JTBPS2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] ラジカル系メカノクロモフォアをコアとするメカノクロミックデンドリマーの力学応答性2018

    • 著者名/発表者名
      渡部拓馬、石附邦彬、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] 着色・蛍光を示すメカノクロモフォアを導入した力学応答性(ポリマー/シリカ)コンポジットの開発2018

    • 著者名/発表者名
      星野文香、小菅孝浩、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] ジアリールビインドリノン骨格の合成、特性評価とメカノクロミックポリマーへの展開2018

    • 著者名/発表者名
      川崎和将、青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] Design of Mechanochromic Polymers Based on Dynamic Covalent Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      OIST Seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional Dynamic Covalent Polymers with Self-healing and Mechanochromic Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      The Ninth International Forum on Chemistry of Functional Organic Chemicals (IFOC-9)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Mechanochromic Polymers Based on Dynamic Covalent Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      International Symposium on Functional Soft Material
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Structure-Tunable Diarylbiindolinone-Based Mechanochromic Polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Kawasaki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Well-defined Mechanochromic Polymers by RAFT Polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      Moeko Yanagisawa, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Mechanochromic Block Copolymer with a Thermostable Mechanophore2018

    • 著者名/発表者名
      Hio Sakai, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      IPC2018 The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Mechanochromic Polymers with a Thermostable Mechanophore2018

    • 著者名/発表者名
      Hio Sakai, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      IPC2018 The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoregulation of a Mechanochemical Polymer Reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Kida, Keiichi Imato, Daisuke Aoki, Masakazu Morimoto, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      1st GLowing Polymer Symposium in Kanto
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanochromic Dendrimers: Generation Effect on Mechanochemical Activation2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Watabe, Kuniaki Ishizuki, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      1st GLowing Polymer Symposium in Kanto
    • 国際学会
  • [備考] 東京工業大学物質理工学院応用化学系 大塚研究室

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/otsuka/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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