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2007 年度 実績報告書

高分子ナノ構造を利用した共役ポリマーのナノ・マイクロ構造制御

研究課題

研究課題/領域番号 19022008
研究機関東京工業大学

研究代表者

鎌田 香織  東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (00361791)

キーワード高分子構造・物性 / 自己組織化 / ナノ材料 / 表面・界面物性 / 複合材料・物性
研究概要

ブロック共重合体薄膜を利用した共役ポリマーの超階層構造制御に向けて以下の項目を検討した。
1.ブロック共重合体薄膜内のナノシリンダー相分離(SANC)構造の基板に対する垂直配向制御を行った。垂直配向シリンダーは異方的な共役ポリマー成長における垂直チャンネル型・水平配線型のナノ反応場として捉えることができる。
2.導電性高分子のモノマーとしてチオフェンやピロールを用い、SANC内における重合の検討とSANC構造に追従する共役ポリマーナノシリンダーの作製法を検討した。シリンダーと接する基板上に選択的に表面開始剤の自己組織化単分子膜(SAM)を作製し、4-ハロピリジンのリビング重合を行った。得られるポリピリジニウムのシリンダー配向に依存した剛直主鎖の-軸配向制御の実現を目指した。
3.共役ポリマーナノシリンダー(CPNC)の電気伝導、磁気特性、円偏波吸収、トランジスタ特性における超階層構造に特異的な新現象を抽出し、そのデバイスへの応用の可能性を検討した。
具体的には、垂直配向PEOナノシリンダーを用い、ドメイン選択的共役ポリマーの複合化の確立を目指した。アゾベンゼン液晶側鎖型ポリマー(PEO-b-PMA(Az))を六方最密充填したPEOナノシリンダー構造(シリンダー径4-8 nm)を形成する標準サンプルとして用いる。電気化学セルに設置したSANC構造をもつ作用電極と対電極の間に電圧を印加した。作用電極上の親水性・イオン伝導性のPEOナノシリンダーが伝導パスとなり、印加時間の経過と共に電極配置に依存した配向構造が作製できることを確認できた。また、SANC構造をもつ薄膜は、いわば市販のマイクロチャンネルの液体回路を100万倍ダウンサイジングした物質拡散・輸送ナノチャンネルといえる。電解質又は反応溶液中への浸漬により、SANCドメイン内における拡散を駆動力とした溶質の基板表面への輸送が可能となる。SANC構造は、共役ポリマーナノシリンダー(CPNC)構造の作製における空間が規定されたナノ反応場として機能すると期待できる。従って、電極上の配向制御されたSANC薄膜を用い、ピロール・チオフェン・アニリンを含む電解質水溶液中において電解酸化を行うことにより、CPNC構造の作製が期待できる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Highly Ordered Arrays of Mesoporous Silica Nanorods with Tunable AspectRatios from Block Copolymer Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      A. Chen, M. Komura, K. Kamata, T. Iyoda
    • 雑誌名

      Advanced Materials 20

      ページ: 763-767

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tailored Ag nanoparticle array fabricated by block copolymerphotolitliography2008

    • 著者名/発表者名
      J. Li, K. Kamata, T. Iyoda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 516

      ページ: 2577-2581

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Template- and Vacuum-Ultraviolet- Assisted Fabrication of a Ag-Nanoparticle Array on Flexible and Rigid Substrates2007

    • 著者名/発表者名
      J. Li, K. Kamata, S. Watanabe, T.Iyoda
    • 雑誌名

      Advanced Materials 19

      ページ: 1267-1271

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Doping of Lead Ions into Normally Aligned PEO CylindricalNanodomains in Amphiplilic Block Copoljrmer Thin Films2007

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki,
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36

      ページ: 978-979

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable2007

    • 著者名/発表者名
      H.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 17

      ページ: 3485-3488

    • 査読あり
  • [学会発表] Functionalization of PEO Nanocylinder Array Structure in Block Copolymer Thin Film2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kamata, T. Iyoda
    • 学会等名
      Applied Physical Society, March. Meeting 2008
    • 発表場所
      米国ニューオリンズ, Ernest N.Morial Convention Center
    • 年月日
      2008-03-10
  • [学会発表] ドメイン選択的イオン導入によるPEOナノシリンダーの機能化2007

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織・渡辺亮子・捧武史・鈴木壮一郎・彌田智一
    • 学会等名
      第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] Fabrication of Nanocylinder Array Structvure with Ionic Liquid Hybrids2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kamata, T. Iyoda
    • 学会等名
      2nd International Congress on Ionic Ldquids(COIL-2)
    • 発表場所
      パシフイコ横浜
    • 年月日
      2007-08-08
  • [図書] 「自己組織化ナノマテリアル: フロントランナー85人が語るナノテクノロジーの新潮流」 Chapter 4-82007

    • 著者名/発表者名
      鎌田香織, 彌田智一
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      フロンテ才ア出版

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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