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2008 年度 実績報告書

高分子準結晶の発見-新準結晶の構造と物性の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19540365
研究機関京都大学

研究代表者

堂寺 知成  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30217616)

キーワード準結晶 / 物性理論 / 高分子構造・物性 / 自己組織化 / フォトニック結晶 / ミクロ相分離 / アルキメデスタイリング / ブロック共重合体
研究概要

古典結晶学で許されない回転対称性を持つ「準結晶」の発見は20世紀後半の物質科学上の大発見の1つであるが,この20年研究は主に合金系で閉じられていた.一方,近年ナノテクノロジーの隆盛も相まって,ソフトマターにおける自己組織化構造が注目を浴びているが,高分子領域では準結晶のような複雑な構造は発見されていなかった.われわれは2007年度,高分子準結晶発見の論文を公表し,金属(ハードマター)だけでなく高分子(ソフトマター)にも準結晶が存在することを明らかにし,スケールによらない準結晶構造の普遍性を示した.これは物質科学上の大きな発見といえ,2008年度は準結晶国際会議(スイス),第11回国際結晶学連合会議など招待講演を行うなど各地で成果の公表を行った.また,解説論文を公表した.これらのことを通じて高分子系ソフト準結晶を準結晶研究分野に確立し,同時に,準結晶構造を高分子研究分野に確立した.
準結晶の熱力学的起源に関わり高温での比熱の増加が金属系でも議論されているが,高分子系での計算機実験でもそれに対応する結果が得られ論文を明らかにした.これは準結晶の起源論に関わる重要なヒントを与えるものでさらなる研究が期待され2008年度の主たる成果である.また,関連する高分子系において実験研究者と共同研究を行った.この高分子準結晶の長さスケールは金属系の数百倍スケールアップしたメソ領域,すなわち光波長に近く,光コンピューターへの夢を持つフォトニック結晶への応用への夢も広がる.そこで関連する3次元系のフォトニックバンド計算を行った.
この研究題目の研究目的は,高分子準結晶の実験的発見と高分子準結晶の構造と物性の理論的研究を推進することであるが,2年度は,1年度の成果である高分子準結晶発見を広め,さらに3年目に向けて理論研究の土台を築いたと言える.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 高分子によるメソスケールの準結晶とアルキメデスタイリング2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌 51

      ページ: 124-126

  • [雑誌論文] 高分子と対称性-共連続立方相とアルキメデスタイリング-2008

    • 著者名/発表者名
      松下裕秀, 堂寺知成
    • 雑誌名

      高分子 57

      ページ: 71-75

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pearl-Necklace Structures in Core-Shell Molecular Brushes : Experiments, Monte Carlo Simulations, and Self-Consistent Field Modeling2008

    • 著者名/発表者名
      A. Polotsky, et al. A. Mueller, T. Dotera, O. Borisov
    • 雑誌名

      Macromolecules 41

      ページ: 4020-4028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dodecagonal quasicrystal in a polymeric alloy II : specific heat2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine 88

      ページ: 2245-2251

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant Zincblende Structures Formed by an ABC Star-Shaped Terpolymer/Homopolymer Blend System2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashida, A. Takano, T. Dotera, Y. Matsushita
    • 雑誌名

      Macromolecules 41

      ページ: 6269-6271

    • 査読あり
  • [学会発表] Quasicrystalline long-range order in an ABC star block copolymer2009

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      ピッツバーグ会議場
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] ABC星型高分子の作る準結晶2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      高分子基礎研究会
    • 発表場所
      国民年金健康センター上越
    • 年月日
      2009-01-24
  • [学会発表] 多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学 ユビキタス元素戦略」第3回領域会議
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2009-01-09
  • [学会発表] 高分子メソスコピックジンクブレンド構造のフォトニックバンド計算2008

    • 著者名/発表者名
      七野雅史, 堂寺知成
    • 学会等名
      高分子計算機科学・高分子ナノテクノロジー研究会・合同討論会
    • 発表場所
      東工大
    • 年月日
      2008-12-11
  • [学会発表] 招待講演 高分子準結晶とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      中化連の特別討論会「究極の構造・物性・機能を創出する高分子化学」
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-11-08
  • [学会発表] ABC星型共重合体により形成される配列ナノ空間の光物性2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成, 上田和成
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス
    • 年月日
      2008-09-25
  • [学会発表] 高分子メゾスコピックジンクブレンド構造のフォトニックバンド計算2008

    • 著者名/発表者名
      七野雅史, 堂寺知成
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] 20世紀後半の大発見・準結晶とは何か? -フィボナッチ数、黄金比、ペンローズタイルの不思議-2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      三省堂サイエンスカフェ京都
    • 発表場所
      京都駅ビル専門店街ザ・キューブB1階
    • 年月日
      2008-09-13
  • [学会発表] Invited talk : Mesoscopic quasicrystalline and Archimedean tilings in polymer alloys2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      XXI Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2008-08-29
  • [学会発表] Invited lecture : Quasicrystalline and Archimedean Phases in Polymeric Alloys2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      10th International Conference on Quasicrystals
    • 発表場所
      ETH, スイス
    • 年月日
      2008-07-11
  • [学会発表] Mean-Field Theory of Archimedean and Quasicrystalline Tilings2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Dotera
    • 学会等名
      10th International Conference on Quasicrystals
    • 発表場所
      ETH, スイス
    • 年月日
      2008-07-10
  • [学会発表] 多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論2008

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 学会等名
      特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学 ユビキタス元素戦略」第2回領域会議
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-06-07
  • [図書] 工学基礎熱力学・統計力学2009

    • 著者名/発表者名
      堂寺知成
    • 総ページ数
      199
    • 出版者
      数理工学社

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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