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2019 年度 実績報告書

架橋反応を鍵としたミクロ相分離挙動の制御による非対称ラメラ構造の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17J01057
研究機関北海道大学

研究代表者

渡部 航大  北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワードミクロ相分離 / 非対称ラメラ / 架橋反応 / ブロック共重合体 / 小角X線散乱 / 顕微鏡観察 / エッチング技術
研究実績の概要

昨年度中に「非対称ラメラ状のミクロ相分離構造構築」を達成する方法論確立、および論文作成に必要な大半のデータ収集を終えていたため、当該年度はより発展的な実験、新たな実験技術の習得、データ補完、および論文執筆へと注力した。
本研究で提案する "相分離前の分子内架橋" によるアプローチでは、モデルブロック共重合体 (BCP) としてポリスチレン-block-ポリラクチド (PS-b-PLA) を選択し、架橋点を有する PS を大希釈条件下において分子内で反応させた後、重合開始点からラクチドを重合することで PS ドメインが分子内で架橋された PS-b-PLA (PS(cl)-b-PLA; PLA の重量分率 < 0.92) を合成した。昨年度までは、得られたラメラ構造の非対称度 (PLA ドメイン長 / PS ドメイン長) が最大で 3.4 倍であったが、当該年度は PS ブロックの架橋密度を大きくするという新規手法により非対称度を 4.1 倍まで上昇させることに成功した。非対称度をより大きくすることが本研究の重要課題であるため、本結果は提案する手法の価値を大きく向上させるものと言える。
また、アメリカのペンシルベニア大学への短期留学(当該年度 6~8 月)にて学んだ実験技術を基に本研究で合成した PS(cl)-b-PLA のミクロ相分離膜エッチングを試み、シンクロトロン放射光を用いた斜入射小角 X 線散乱 (GISAXS) 測定および走査型電子顕微鏡 (SEM) によって確かに PLA ドメインが除去されたことを確認した。
当初予定していた手法とは少々異なるアプローチを選択することとなったが、目的であった「非対称ラメラ状のミクロ相分離構造構築法の確立」は達成することができたため、当該研究は成功裏に終わったと言える。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 分子内架橋型ブロック共重合体による非対称ラメラ状ナノ構造の構築2019

    • 著者名/発表者名
      渡部航大・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      第 68 回高分子討論会(福井)
  • [学会発表] Controlling Feature Size and Morphology of Microphase-Separated Structures via Intramolecular Cross-Linking of Block Copolymers2019

    • 著者名/発表者名
      Kodai Watanabe, Satoshi Katsuhara, Takuya Isono, Takuya Yamamoto, Kenji Tajima, Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on DSA (Milan)
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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