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2017 年度 実施状況報告書

表面機能化ポリマーナノ粒子が拓く高分子材料の新機軸

研究課題

研究課題/領域番号 17K19159
研究機関京都大学

研究代表者

寺島 崇矢  京都大学, 工学研究科, 准教授 (70452274)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードポリマーナノ粒子 / ランダムコポリマー / 自己組織化 / 機能性ポリマー / 配列制御
研究実績の概要

平成29年度は、表面機能化ポリマーナノ粒子の設計指針と合成手法を確立し、得られたポリマーやナノ粒子の自己組織化について検討した。
1)表面機能化ポリマーナノ粒子の設計と合成 ポリマーナノ粒子の前駆体として、リビングラジカル重合により、親水性ポリエチレングリコール鎖と機能基、疎水性アルキル基を持つ両親媒性ランダムコポリマーを合成した。ここでは、側鎖や機能基、鎖長、組成の異なるランダム共重合体を用いて、水中で自己組織化し、球状ミセルやこの構造を架橋・固定化したナノ粒子を合成した。これら一連の検討により、ポリマーナノ粒子の設計指針を確立することができた。例えば、異なる疎水性ユニットを両親媒性ランダムブロックコポリマーに導入すると、それぞれのブロックが独立して自己組織化し、異なるドメインを二つ持つポリマーナノ粒子を創出できることも見出した。さらに、ポリマー粒子の配列制御を志向して、機能基をポリマー末端近傍に持つ両親媒性ランダムブロックコポリマーを設計し、これらを用いたポリマーナノ粒子も合成した。
2)両親媒性ランダムコポリマーのバルク状での自己組織化・ミクロ相分離 PEG鎖と結晶性アルキル基を持つランダム共重合体は、水中や有機溶媒中のみならず、固体やフィルム状でも精密に自己組織化し、10nm以下の微細な球状パッキング構造やラメラ状のミクロ相分離構造を形成することが明らかになった。
3)ポリマーナノ粒子の結合 ポリマー粒子の配列制御を見据え、相補的に相互作用と結合が可能な機能基を導入したポリマーナノ粒子を混合し、異なるポリマーナノ粒子の結合を検討した。

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

リビングラジカル重合によるポリマー合成が順調に進行し、当初2年目に計画していたポリマーの合成にも成功した。その結果、これらのポリマーに関する自己組織化の評価も検討することができた。このように、本研究は当初の計画以上に進展が見られている。

今後の研究の推進方策

本研究は、当初の計画以上に進展しており、2年目も計画の通り推進する予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Programmed Self-Assembly Systems of Amphiphilic Random Copolymers into Size-Controlled and Thermoresponsive Micelles in Water2018

    • 著者名/発表者名
      Imai Shota、Hirai Yuji、Nagao Chitose、Sawamoto Mitsuo、Terashima Takaya
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 51 ページ: 398~409

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b01918

  • [雑誌論文] Fluorous Gradient Copolymers via in-Situ Transesterification of a Perfluoromethacrylate in Tandem Living Radical Polymerization: Precision Synthesis and Physical Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Ogura Yusuke、Takenaka Mikihito、Sawamoto Mitsuo、Terashima Takaya
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 51 ページ: 864~871

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b02512

  • [雑誌論文] Fluorous Comonomer Modulates the Reactivity of Cyclic Ketene Acetal and Degradation of Vinyl Polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Ko Jeong Hoon、Terashima Takaya、Sawamoto Mitsuo、Maynard Heather D.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 50 ページ: 9222~9232

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b01973

  • [雑誌論文] Self-assembly of PEG/dodecyl-graft amphiphilic copolymers in water: consequences of the monomer sequence and chain flexibility on uniform micelles2017

    • 著者名/発表者名
      Hattori Goki、Hirai Yuji、Sawamoto Mitsuo、Terashima Takaya
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 8 ページ: 7248~7259

    • DOI

      10.1039/c7py01719g

  • [学会発表] Self-Assembly and Functions of Amphiphilic Random Copolymers Controlled by Primary Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Takaya Terashima
    • 学会等名
      254th ACS National Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlled Self-Assembly of Amphiphilic Random Copolymers2017

    • 著者名/発表者名
      Takaya Terashima
    • 学会等名
      The 15th Pacific Polymer Conference (PPC-15)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 両親媒性ランダムコポリマーを基盤とした精密ナノ会合体の創出2017

    • 著者名/発表者名
      寺島 崇矢
    • 学会等名
      第88回高分子若手研究会[関西]
    • 招待講演
  • [学会発表] Precision Self-Assembly and Self-Sorting of Amphiphilic Random Copolymers2017

    • 著者名/発表者名
      Takaya Terashima
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] 局所選択的エステル交換反応に基づく高分子反応と機能性ポリマーの合成2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 大城、寺島 崇矢、澤本 光男
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [学会発表] 両親媒性ランダムコポリマーのセルフソーティング:選択的かつ動的な自己組織化2017

    • 著者名/発表者名
      今井 翔太、寺島 崇矢、澤本 光男
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [学会発表] 両親媒性ポリマーナノ粒子:可逆的なミセル形成とコアの結晶化・複合化2017

    • 著者名/発表者名
      服部 剛樹、寺島 崇矢、澤本 光男
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [学会発表] 水素結合性アミド基を持つ両親媒性環状骨格ポリマー:刺激応答性会合体と動的環化システムの構築2017

    • 著者名/発表者名
      木村 祥彦、寺島 崇矢、澤本 光男
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [学会発表] 高分子ナノゲルの精密構築と機能:星型ポリマーとランダムコポリマーを基盤として2017

    • 著者名/発表者名
      寺島 崇矢
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
  • [備考] 京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻 高分子生成論分野

    • URL

      http://www.living.polym.kyoto-u.ac.jp

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公開日: 2018-12-17  

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