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2008 年度 実績報告書

ブロック共重合体のエピタキシャル構造転移に伴う三次元構造・ダイナミクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19031016
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

陣内 浩司  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (20303935)

キーワードブロック共重合体 / 構造転移 / 電子線トモグラフィー法 / エピタキシャル転移 / Gyroid構造
研究概要

本研究は、流動・電場などの外場の印加や温度・圧力などの環境変数の変化に伴うブロック共重合体の構造-構造転移(Order-Order Transition, OOT)を、最先端の透過型電子線トモグラフィー法(3D TEM)により3次元的な実像として捕らえ、その3次元構造とOOTのダイナミクスを明らかにすることを目的とする。
本年度は電子線トモグラフィー法(3D TEM)による構造-構造転移(OOT)の3次元観察を行った。試料としてPoly(styrene-block-isoprene)(SI)を用い、3次元構造であるGyroid構造と棒状ドメインが六法格子状に充填したHexagonally-Packed Cylinder(HEX)構造の間のOOTについて検討した。このSIブロック共重合体が、Gyroid構造を呈している状態から、HEX構造が平衡であるような熱力学的平衡状態へ温度を急変させ(Gyroid⇒HEX)、その転移過程を液体窒素などにより急冷して固定化した上で、2つの構造の接合部分を3D TEMにより立体観察し、得られた画像からドメインの連結性・結晶面などの構造情報を決定した。前年に検討したGyroid構造と孔の空いたレイヤー状の層が積層したHPL構造のOOTの場合と同様、エピタキシャル転移が起こっていることが分かった。従来予測されていたGyroid構造の{111}、{211}、{220}面がシリンダー構造の{001}、{100}、{110}面に転移する様式とともに、Gyroid構造の{220}、{111}、{211}面がシリンダー構造の{001}、{100}、{110}面に転移する新しいOOTも発見した。この結果は、今後のOOT理論に影響を与える重要な結果と考える。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008 その他

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

  • [雑誌論文] New Epitaxial Phase Transition between DG and HEX in PS-b-PI2009

    • 著者名/発表者名
      H-W. Park, J. Jung, T. Chang, K. Matsunaga, H. Jinnai
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc 131

      ページ: 46-47

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Three-Dimensional Observations of Order-Order Transition from Gyroid to Cylindrical Structures in a Block Copolymer2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sugimori, K. Niihara, T. Kaneko, W. Miyoshi and H. Jinnai
    • 雑誌名

      Progr. Theor. Phys. Suppl 175

      ページ: 166-173

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional visualization of a single block copolymer in lamellar nanodomains2008

    • 著者名/発表者名
      H. Morita, T. Kawakatsu, M. Doi, T. Nishi and H. Jinnai
    • 雑誌名

      Macromolecules 41

      ページ: 4845-4849

    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative electron tomography and its application to polymer nanostr uctures2009

    • 著者名/発表者名
      H. Jinnai
    • 学会等名
      American Physical Society
    • 発表場所
      Pittsburgh, Pennsylvania, USA
    • 年月日
      2009-03-16
  • [図書] 高分子材料の3次元構造解析〜最新技術と可能性〜2008

    • 著者名/発表者名
      齋藤明子、陣内浩司
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      ポリファイル
  • [備考]

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~mechanic/jinnai/index_j.html

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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