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2021 年度 実績報告書

高分子薄膜のガラス転移とダイナミクス--界面・拘束下における非平衡緩和--

研究課題

研究課題/領域番号 19H01865
研究機関立命館大学

研究代表者

深尾 浩次  立命館大学, 理工学部, 教授 (50189908)

研究分担者 吉岡 潤  立命館大学, 理工学部, 助教 (50708542)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード遅い過程 / α過程 / エイジング / 液体状態 / ガラス状態 / アレニウス過程
研究実績の概要

以下では、令和3年度、令和4年度に実施した内容について述べる。
1)ポリピリジン系高分子とナノ粒子OAPSとのナノコンポジット系に対して、誘電緩和測定を行い、slower process(遅い過程)の存在を明らかにすることに成功した。air gap法に加えて、derivative法により、誘電率実部の周波数依存性から、DC成分の影響に関係なく、slower processの存在を明らかにすることが可能となった。さらに、様々な分子量のP2VPを用いた実験を行うことにより、slower processが極めて非自明な分子量依存性を持つことが明らかになった。今のところ、ミクロな機構の説明には至っておらず、今後の喫緊の課題となっている。また、ナノコンポジット系での内部構造の均一性については、SPring-8でのGI-SAXS測定により、実験的に確証された。
2) slower processの起源を明らかにする目的で、ポリアルキルスチレン系での誘電測定により、α過程に加えて、slower processの探索を行った。また、ガラス転移温度以下でのエイジング過程でのダイナミクスを明らかにするために、電気容量測定を通しての体積緩和測定を行った。これらの測定により、ポリメチルスチレンにおいて、ガラス転移温度以上の液体状態でのslower processの緩和時間の温度依存性とガラス状態での体積緩和過程の特徴的時間の温度依存性を比較することにより、いずれのプロセスもアレニウス型の温度依存性で記述され、その活性化エネルギーはほぼ同じであることが明らかとなった。このことは、液体状態とガラス状態に共通の物理的な起源を持つミクロな素過程が存在することを意味し、これまで独立と考えられてきたガラス状態と液体状態の統一的に理解への道を拓くことが期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ大学
  • [雑誌論文] Crystallization with Nodular Aggregation near the Glass Transition Temperature for Syndiotactic Polypropylene2023

    • 著者名/発表者名
      Konishi Takashi、Taguchi Ken、Fukao Koji、Takagi Noriaki、Miyamoto Yoshihisa
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 12 ページ: 208~214

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.2c00666

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lamellar crystallization of poly(trimethylene terephthalate)2023

    • 著者名/発表者名
      Tadokoro Daisuke、Konishi Takashi、Fukao Koji、Miyamoto Yoshihisa
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: --- ページ: ---

    • DOI

      10.1038/s41428-023-00777-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and Transformation Behavior of Triacylglycerol Binary Mixtures Forming Molecular Compounds of POP/OPO, POP/rac-PPO, and POP/sn-PPO2023

    • 著者名/発表者名
      Bayes-Garcia Laura、Fukao Koji、Konishi Takashi、Sato Kiyotaka、Taguchi Ken
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 23 ページ: 2870~2881

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.3c00038

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ポリマー・ダイマー混合系のフラジリティからみる理想ガラス転移2022

    • 著者名/発表者名
      辰巳 創一、菊本 元気、八尾 晴彦、猿山 靖夫、深尾 浩次
    • 雑誌名

      熱測定

      巻: 49 ページ: 102~107

    • DOI

      10.11311/jscta.49.3_102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Hidden Relaxation Process in Poly(2-vinylpyridine) Homopolymers, Copolymers, and Nanocomposites2022

    • 著者名/発表者名
      Young Walter W.、Tabuchi Hiromu、Iguchi Ryo、Konishi Takashi、Fukao Koji、Katsumata Reika
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 55 ページ: 6590~6597

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.2c00789

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Dielectric study of relaxation process in nanocomposites of poly(2-vinylpyridine) and small particles2023

    • 著者名/発表者名
      K. Fukao, H. Nobori, H. Tabuchi, W. Young, R. Katsumata
    • 学会等名
      American Chemical Society March Meeting 2023, Indianapolis
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase transitions and structural changes of ionic liquid crystals in nanopores2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nobori, Daisuke Fujimoto, Jun Yoshioka, Koji Fukao
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2023, Las Vegas
    • 国際学会
  • [学会発表] Marangoni convection driven by temperature gradient in cyanobiphenyl liquid crystals2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ito, Jun Yoshioka, Koji Fukao
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2023, Las Vegas
    • 国際学会
  • [学会発表] A hidden relaxation process under DC conductivity in poly(2- vinylpyridine) and nano-composites2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao, Walter Young, Hiromu Tabuchi, Ryo Iguchi, Takashi Konishi, Reika Katsumata
    • 学会等名
      11th Conference on Broadband Dielectric Spectroscopy and its Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rotational Phenomenon Driven by Temperature Gradient in a Cholesteric Droplet with Air Interface2022

    • 著者名/発表者名
      J. Yoshioka, K. Fukao
    • 学会等名
      28th International Liquid Crystal Conference
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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