| 研究課題/領域番号 |
20221005
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
伊藤 耕三 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (00232439)
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| 研究分担者 |
浦山 健治 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20263147)
横山 英明 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (80358316)
酒井 康博 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (30401235)
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| キーワード | 高分子構造・物性 / 高分子合成 / ナノ材料 / 超分子化学 |
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| 研究概要 |
本研究では研究期間内に、主鎖(軸高分子)の異なる様々な環動高分子材料を作製して環状分子の運動性を系統的に変化させながら、ナノスケールの環動性とマクロな物性の相関に焦点を当てて集中的に研究する。これにより、環動性を制御した新規高分子材料の創成と、環動性に基づく物性の探索とその機構解明を通じ、架橋点の運動性という新規概念に基づいた高分子科学分野の新しい学理の構築とその応用を目指している。
ポリロタキサン(PR)に用いる軸高分子の分子構造や側鎖の比率を変化させ、環状分子の運動性を系統的に変える目的で、本年度は主鎖上に2重結合を有するポリブタジエン(PBD)を軸高分子とするPR(PBD-PR)の系について検討した。PBD-PRを実際に合成し、2重結合への付加反応に一般的に用いられる臭素を、様々な割合でPBD-PR主鎖に付加することに成功した。また、PBD-PRに水素化を施すことで、主鎖の2重結合の割合を系統的に変化し、PR上の環状分子の運動性を精密に制御するための検討ならびに予備実験を開始した
架橋した環動高分子材料の力学特性に関しては、PRを架橋して環動ゲルを作製し、動的粘弾性測定による評価を行った。その結果、これまでのゲル・エラストマーの研究では全く観測されたことのない緩和挙動が観測された。この現象を説明するための仮説として、「スライディング弾性」という概念を新たに導入し、理論・実験の両面からの検証作業を継続している。
また、環動ゲルの圧力下における溶媒透過特性の評価を行ったところ、著しい非線形特性が見られた。通常の化学ゲルでは、溶媒の透過速度は圧力に比例するのに対して、環動ゲルではオンオフ特性が見られ、しかもその閾値が架橋密度によって大きく変化している。このようなオンオフ特性がゲルの溶媒透過特性で発見されたのは世界で始めてである。
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