中性子散乱を基軸としたハイパーゲルのナノスコピック科学

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18205025
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 柴山 充弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (00175390)
• 研究分担者: 原口 和敏 , (財)川村理化学研究所, 所長 (10373391) ; 遠藤 仁 東京大学, 物性研究所, 助教 (40447313)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 中性子散乱 / ゲル / 高性能材料 / 光散乱

研究概要

中性子散乱法を用いて、環境応答型ゲルや驚異的な物性を誇るハイパーゲルの精密構造解析を行い、環境応答性や物性発現メカニズムを解明した。得られた構造情報を成分高分子の分子量、および温度や圧力、濃度といった環境因子の関数で記述することで、相転移や相分離といった劇的構造変化の背景にある物理現象の本質を把握し、疎水性相互作用と圧力の関係の究明、高性能高分子ゲルの物性発現の由来や高延伸性のメカニズムの解明など、物性物理に関わる多くの有用な研究成果を挙げた。

研究成果

• [雑誌論文] Vulcanization : New Focus on a Traditional Technology by Small-Angle Neutron Scattering (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, Y., Higashitani, N., Hijikata, K., Kokubo, Y., Norita, Y., Shiabayama, M., Osaka, N., Suzuki, T., Endo, H. & Kohjiya, S
  • 雑誌名: Macromolecules 42 ページ: 2741-2748
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure Investigation of Super-Tough Polymer Gels by Small-Angle Neutron Scattering (2009)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 78 ページ: 041008-1-041008-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure characterization of Tetra-PEG Gel by Small-angle Neutron Scattering (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, T., Sakai, T., Akagi, Y., Chung, U. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 42 ページ: 1344-1351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of Nanogel with Cyclodextrin or Protein : Study by Dynamic Light Scattering and Small-angle Neutron Scattering (2009)
  • 著者名/発表者名: Inomoto, N., Osaka, N., Suzuki, T., Hasegawa, U., Ozawa, Y., Endo, H., Akiyoshi, K. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Polymer 50 ページ: 541-546
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural characterization of ionic gelator studied by dynamic light scattering and small angle neutron scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: Kundu, S. K., Osaka, N., Matsunaga, T., Yoshida, M. & Shibayama, M
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 112 ページ: 16469-16477
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concentration-induced conformational change in linear polymer threaded into cyclic molecules (2008)
  • 著者名/発表者名: Mayumi, K., Osaka, N., Endo, H., Yokoyama, H., Sakai, Y., Shibayama, M. & Ito, K
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 6480-6485
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH Dependence of Macroscopic Swelling and Microscopic Structures for Therm/pH Sensitive Gels Having Different Charge Distribution (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Takeshi, K., Ikkai, F. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 9882-9889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rheological Study on Rapid Recovery of Hydrogel Based on Oligomeric Electrolyte (2008)
  • 著者名/発表者名: Kundu, S. K., Matsunaga, T., Yoshida, M. & Shibayama, M
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 112 ページ: 11537-11541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and fabrication of a high-strength hydrogel with ideally homogeneous network structure from tetrahedron-like macromonomers (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakai, T., Matsunaga, T., Yamamoto, Y., Ito, C., Yoshida, R., Suzuki, S., Sasaki, N., Shibayama, M. & Chung, U
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 5379-5384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Nanocomposite Hydrogel Investigated by Means of Contrast Variation Small Angle Neutron Scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: Endo, H., Miyazaki, S., Haraguchi, K. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 41 ページ: 5406-5411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Heatand Pressure-Induced Gelation of β-Lactoglobulin Aqueous Solutions Studied by Small-angle Neutron and Dynamic Light Scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: Osaka, N., Takata, S., Suzuki, T., Endo, H. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Polymer 49 ページ: 2957-2963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of surface structure and hydrogen/deuterium exchange of colloidal silica suspension by contrast-variation small-angle neutron scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Endo, H. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Langmuir 24 ページ: 4537-4543
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative Studies on the Conformational Change and Aggregation Behavior of Irradiated Carrageenans and Agar by Dynamic Light Scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: Abad, L., Okabe, S., Shibayama, M., Kudo, H., Saiki, S., Aranilla, C., Relleve, L. & de la Rosa, A
  • 雑誌名: Int. J.Biol.Macromol 42 ページ: 55-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Miscibility between iPP and propylene-butene random copolymer by Small-Angle Neutron Scattering (2007)
  • 著者名/発表者名: Nozue, Y., Sakurai, T., Hozumi, H., Kasahara, T., Yamaguchi, N., Shibayama, M. & Matsushita, Y
  • 雑誌名: Macromolecule 40 ページ: 273-277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complementary Use of SANS and DLS Studies for Structure Analysis and Dynamics of Polymer Gels (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M., Karino, T., Domon, Y. & Ito, K
  • 雑誌名: J. Appl. Cryst 40 ページ: s43-s47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current Status of the 32 m small-angle neutron scattering instrument, SANS-U (2007)
  • 著者名/発表者名: Okabe, S., Karino, T., Nagao, M. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Nuclear Inst. and Methods in Physics Research 572 ページ: 853-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonuniformity in Natural Rubber as revealed by SANS, SAXS, and AFM (2007)
  • 著者名/発表者名: Karino, T., Ikeda, Y., Yasuda, Y., Kohjiya, S. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Biomacromolecules 8 ページ: 693-699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure of N-Isopropylacrylamide-Acrylic Acid Copolymer Gels Having Different Spatial Configurations of Weakly Charged Groups (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikkai, F., Suzuki, T., Karino, T. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 40 ページ: 1140-1146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gel-Size Dependence of Temperature-Induced Microphase Separation in Weakly-Charged Polymer Gels (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikkai, F. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Polymer 48 ページ: 2387-2394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and Dynamics of N-isopropylacrylamide/Acrylic Acid Copolymer Gels Prepared by Cross-linker-Free UV-Induced Polymerization (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ikkai, F. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 40 ページ: 2509-2514
  • 査読あり
• [雑誌論文] Difference in Lower Critical Solution Temperature Behavior Between Random Copolymers and a Homopolymer Having Solvatophilic and Solvatophobic Structures in an Ionic Liquid (2007)
  • 著者名/発表者名: Ueki, T., Karino, T., Kobayashi, Y., Shibayama,M. & Watanabe, M
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 111 ページ: 4750-4754
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gelation Mechanism of Poly(N-isopropylacrylamide)-Clay Nanocomposite Gels (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, S., Endo, H., Karino, T., Haraguchi, K. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 40 ページ: 4287-4295
  • 査読あり
• [雑誌論文] K., Deformation Studies on Polymer-Clay Nanocomposite Gels, Macromol (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M., Miyazaki, S., Endo, H., Karino, T. & Haraguchi, K
  • 雑誌名: Sympo 256 ページ: 131-136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Basis of the Shish-Kebab Morphology in Polymer Crystallization (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimata, S., Sakurai, T., Nozue Y., Kasahara, T., Yamaguchi, N., Shibayama, M. & Kornfield, J. A
  • 雑誌名: Science 316 ページ: 1014-1017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-Induced Reentrant Micellization of Amphiphilic Block Copolymers in Dilute Aqueous Solutions (2007)
  • 著者名/発表者名: Osaka, N., Miyazaki, S., Okabe, S., Endo, H., Sasai, A., Seno, K., Aoshima, S., & Shibayama, M
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 127 ページ: 094905-1-094905-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gel Point Determination of Gelatin Hydrogels by Dynamic Light Scattering and Rheological Measurements (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, T. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Phys.Rev.E, Rapid. Commun 76 ページ: 030401-1-030401-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibayama. M., Kawada, H., Kume, T., Sano, T., Matsunaga, T., Osaka, N., Miyazaki, Okabe, S. & Endo, H
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 127 ページ: 144507-1-144507-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Periodic Structure in aMixture of D2O/3-Methylpyridine/NaBPh4 Induced by Solvation Effect (2007)
  • 著者名/発表者名: Sadakane, K., Seto, H., Endo H. & Shibayama, M
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 76 ページ: 113602-1-113602-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sol-gel transition of hydrophobically modified polyrotaxane (2006)
  • 著者名/発表者名: Karino, T., Zhao, C., Okumura, Y., Kidowaki, M., Kataoka, T., Ito, K. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 39 ページ: 9435-9440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clay Concentration Dependence of Microstructure in Deformed Poly (N-isopropylacrylamide)-Clay Nanocomposite Gels (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, S., Karino, T., Endo, H., Haraguchi, K. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 39 ページ: 8112-8120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small-angle Neutron Scattering Study on Block and Gradient Copolymer Aqueous Solutions (2006)
  • 著者名/発表者名: Okabe, S., Seno, K., Kanaoka, S., Aoshima, S. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Polymer 47 ページ: 7572-7579
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microand Macro- Phase Separations of Hydrophobically Solvated Block Copolymer Aqueous Solutions Induced by Pressure and Temperature (2006)
  • 著者名/発表者名: Osaka, N., Okabe, S., Karino, T., Hirabaru, Y., Aoshima, S. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 39 ページ: 5875-5884
  • 査読あり
• [雑誌論文] SANS Study on Pulley Effect of Slide-ring Gel (2006)
  • 著者名/発表者名: Karino, T., Shibayama, M., Okumra, Y. & Ito, K
  • 雑誌名: Physica B 385-386 ページ: 807-809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure effect on semi-microscopic structures in a nonionic microemulsion (2006)
  • 著者名/発表者名: Nagao, M., Seto, H., Ihara, D., Shibayama, M. & Takeda, T
  • 雑誌名: Physica B 385-386 ページ: 783-786
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural transition in block and gradient copolymer aqueoussolutions (2006)
  • 著者名/発表者名: Okabe, S., Fuse, C., Sugihara, S., Aoshima, S. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Physica B 385-386 ページ: 756-758
  • 査読あり
• [雑誌論文] SANS study of hydrophobic effects on pressure-induced micro- and macrophase separations of block copolymers (2006)
  • 著者名/発表者名: Osaka, N., Okabe, S., Karino, T., Hirabaru, Y., Aoshima, S. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Physica B 385-386 ページ: 749-751
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slide-ring gel : Topological gel with freely movable cross-links (2006)
  • 著者名/発表者名: Karino, T., Shibayama, M., Okumra, Y. & Ito, K
  • 雑誌名: Physica B 385-386 ページ: 692-696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution Analyses of Multi-modal Dynamic Light Scattering Data (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M., Karino, T. & Okabe, S
  • 雑誌名: Polymer 47 ページ: 6446-6456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small-angle Neutron Scattering Study on Irradiated Kappa Carrageenan (2006)
  • 著者名/発表者名: Abad, L., Okabe, S. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Physica B 381 ページ: 103-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micellization Study on Block and Gradient Copolymer Aqueous Solutions by DLS and SANS (2006)
  • 著者名/発表者名: Okabe, S., Seno, K., Kanaoka, S., Aoshima, S. & Shibayama, M
  • 雑誌名: Macromolecules 39 ページ: 1592-1597
  • 査読あり
• [学会発表] Deformation Studies on Polymer-Clay Nanocomposite Gels (2009)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: Polymer Networks Group conference 2006
  • 発表場所: University of Sheffield, UK
  • 年月日: 20090903-07
• [学会発表] Structure Characterization of Tetra-PEG Gel by Small-angle Neutron Scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: Asia Science Seminar on "Frontier Science at High-Intensity Proton Accelerator J-PARC"
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20081018-23
• [学会発表] KAIST Neutron Scattering on Polymer Gels (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: The 1st AONSA Neutron Summer School
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 20080818-22
• [学会発表] Precision Structural Analyses of High-Performance Polymer Gels (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: Macro 2008
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 20080729-0804
• [学会発表] 高性能高分子の構造とダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴山充弘
  • 学会等名: 第57回高分子年次大会
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 20080527-30
• [学会発表] Pressure- and Temperature-induced Gelation of β -Lactoglobulin (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: Polymer Networks Group meeting
  • 発表場所: Larnaca, Cyprus
  • 年月日: 20080522-26
• [学会発表] Rheo-SANS studies on shake gels (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: 1st International Soft Matter Conference
  • 発表場所: Aachen, Germany
  • 年月日: 20071001-04
• [学会発表] Sol-gel transition of gelation hydrogels : dynamic light scattering and rheological studies (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: Gel Sympo2007 Polymer Gels : Fundamentals and Functional Control /7th International Gel Symposium
  • 発表場所: The University of Tokyo, Japan
  • 年月日: 20070806-08
• [学会発表] Small-angle Neutron Scattering and Dynamic Light Scattering Studies on High-Performance Polymer-Nanocomposite Hydrogels., 46th Microsymposium of P.M (2007)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: Prague Nanosrucutred Polymers and Polymer Nanocomposites Main Lecturer
  • URL: Shibayama, M
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 20070707-13
• [学会発表] Deformation Mechanisms of High Performance Gels Studied by Small-angle Neutron Scattering (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: Julich Soft Matter Days 2006
  • 発表場所: Gustav-Stresemann-Institut Bonn, Germany
  • 年月日: 20061114-17
• [学会発表] Complementary Use of SANS and DLS Studies for Structure Analysis and Dynamics of Polymer Gels (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: International Conference on Small-angle Scattering
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20060709-13
• [学会発表] Microphase Separation of Gradient Copolymer Aqueous Solutions (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 学会等名: International Conference on polymer Physics(PP2006)
  • 発表場所: Suzuhou, China
  • 年月日: 20060601-05
• [図書] Springer, Small-angle Neutron Scattering on Gels (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibayama,M
  • 総ページ数: 783-832
  • 出版者: Edited by P. Pecora and R. Borsali
• [図書] 分子の紐でつくるソフトマターの世界-超高強度先端材料から生体材料まで (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴山充弘
  • 総ページ数: 171-184
  • 出版者: 培風館出版、21世紀の物質科学(末元徹、勝本信吾編)
• [図書] ゲルの構造と相転移現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴山充弘
  • 総ページ数: 45-80
  • 出版者: NTS 出版、ゲル・イノベーション
• [図書] 波紋、中性子スピンエコー分光器iNSE の検出器大面積化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山田悟史、長尾道弘、川端庸平、竹田隆義、瀬戸秀紀、遠藤仁、大坂昇、柴山充弘、吉澤秀樹
  • 総ページ数: 132-135
• [図書] 高圧力の科学と技術、中性子散乱・光散乱による高分子水溶液・ゲルの圧力誘起相分離と疎水性相互作用の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 柴山充弘
  • 総ページ数: 131-143
• [図書] Bull. Chem. Soc. Jpn (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibayama, M
  • 総ページ数: 1799-1819
  • 出版者: Universality and Specificity of Polymer Gels Viewed by Scattering Methods
• [図書] 高分子論文集、高分子ゲルの小角中性子散乱 (2006)
  • 著者名/発表者名: 柴山充弘
  • 総ページ数: 345-359
• [備考]
  • URL: http://shibayama.issp.u-tokyo.ac.jp/