| 研究課題/領域番号 |
19H02760
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
矢貝 史樹 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (80344969)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 超分子ポリマー / ブロックコポリマー / キメラ構造 / ワンショット重合 / らせん / 水素結合 / グラジエント重合 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度は、らせん超分子ポリマーを形成するモノマーと、直線状超分子ポリマーを形成するモノマーを「有機溶剤中に加熱溶解して混ぜたのちに冷やす」という極めて簡便な手法で、キメラ型超分子ポリマーの開発に取り組んだ。我々はすでに、水素結合性ナフタレンモノマーが水素結合によって風車状の６量体ユニットを形成し、このユニットがカーブを描きながら積層（重合）することで、らせん二次構造を持った超分子ポリマーを形成することを見出している。今回、ナフタレンからベンゼン環が一つ拡張したアントラセンモノマーを合成したところ、この分子はカーブを描かずに重合し、直線二次構造を作った。非常に似た分子構造で、全く異なる二次構造の超分子ポリマーを形成する２種類のモノマーを得る事ができたため、この分子構造の似た２つのモノマーを用いてキメラ型超分子ポリマーの作成に取り組んだ。ナフタレン分子とアントラセン分子を溶媒中で混合し、急速に冷やしたところ、直線二次構造の末端にらせん二次構造がつながったキメラ型超分子ポリマーが得られました。一方、半日かけて非常にゆっくり冷やすと、らせん二次構造と直線二次構造の超分子ポリマーが別々に形成された。これらの結果から、アントラセンモノマーとナフタレンモノマーは、ゆっくり冷却することで自己と非自己を認識でき、各成分に分離しますが、速く冷却することで分子が騙されて非自己を自己として認識し、各成分が完全に分離することなくらせん二次構造と直線二次構造がつながったキメラ型超分子ポリマーを形成する考えられる。本結果は、Nature Commnunications誌に投稿され、掲載された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
超分子ブロックコポリマーの形成メカニズムの解明は困難を極めると予想していただ、協力研究者の緻密な実験と解析により、予想をはるかに超えるスピードで全貌を明らかにする事ができ、また論文掲載まで達成する事ができた。また、並行して進めていた、アゾベンゼンならびにジアリールエテンを用いた、光による超分子ブロックコポリマーの構築に関しても、材料の合成は終了し、測定条件の精査も目処がついた。以上のことから、研究は予想を上回るスピードで進展していると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、光によるブロックコポリマーの構造制御を中心に行う。アゾベンゼンとジアリールエテンを用いた超分子ポリマーの２方向でアプローチする。
また、超分子ブロックコポリマーをさらに集積させるために必要な、「相転移（曲率の損失による結晶化）を引き起こす」超分子ポリマーの開発も進める。相転移を引き起こすモノマー分子に関してはすでに有用な構造が明らかになっているため、その基本骨格を基軸として数種類のモノマーの合成を行い、相転移制御が最も簡便に行えるモノマーを選定していく。
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