| 研究課題/領域番号 |
19K05212
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
波多野 慎悟 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 講師 (70397157)
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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 | 両親媒性ブロックポリマー / ミクロ相分離 / 液晶 / 感温性ポリマー / 透過膜 / ナノチャネル / ゲート機能 |
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| 研究実績の概要 |
親水性ポリマーとしてポリエチレンオキシド（PEO）、ゲート機能感温性ポリマーとして側鎖にジエチレングリコールモノエチルエーテル基を有するポリメタクリレート（PDEGMA）、疎水性側鎖液晶型ポリマーとして側鎖にスチルベン骨格を有するポリメタクリレート（PMA(stb)）といった３種の高分子ユニットから成る両親媒性トリブロックターポリマー（ATBP）を合成した。
スピンコートによって作製したATBP薄膜を180℃で3.5時間アニーリングして、透過型電子顕微鏡や原子間力顕微鏡を用いてミクロ相分離構造の観察を行った結果、PMA(stb)側鎖の液晶部位の配向によってPEOとPDEGMAから成る親水性ドメインが膜面内を貫通する形でシリンダー構造を形成していることが確認された。また、相分離誘起後のATBP膜に波長302nmの紫外光を照射することでスチルベン部位間での光感化反応による架橋反応を促し、厚さ100nm程度のATBP薄膜の自立膜化に成功した。
得られた自立膜を用いてローダミン6Gの透過実験を行った結果、熱アニーリングの有無によりローダミン6Gの透過性に明確な差が現れた。また、25℃のときより40℃で透過実験を行う方がローダミン6Gの透過速度が速く、PNIPAM部位の体積変化によるゲート機能が働いている可能性が示唆された。透過性能およびゲート機能（40℃と25℃での透過量の比）については昨年度作成したPEO-b-PNIPAM-b-PMA(stb)膜よりも高く、感温性ユニットとしてPDEGMAが優れていることが示唆された。
また、感温性ユニットを持たないPEO-b-PMA(stb)膜の透過性能も検討した結果、温度による透過性の向上は見られたが、ATBP膜に比べて低く、感温性ユニットによる温度応答ゲート機能が効いていることが明らかになった。
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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
新たな感温性ブロックの検討により、当初計画していた膜よりも高いゲート機能を示す膜の開発に至っている。また、PEO-b-PMA(stb)膜と比較したことにより、温度による透過量の向上がナノチャネル内の拡散性の影響だけでなく、感温性ブロックのゲート機能によるものであることを明らかにできた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は、ゲート機能によりどのくらいのサイズの物質を効果的に分離できるのかを調査する予定である。そのために、様々な分子量のPEOを用いた透過実験を行っていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナの影響で学会等の出張旅費が減少していることが主な理由である。その差分は物品購入に使っており、最終年度も物品購入費に充てていく予定である。
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