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2013 年度 研究成果報告書

環動高分子材料の動的制御

研究課題

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研究課題/領域番号 20221005
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 耕三  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (00232439)

研究分担者 浦山 健治  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 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)
木戸脇 匡俊  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (80401230)
連携研究者 下村 武史  東京農工大学, 工学研究科, 教授 (40292768)
研究期間 (年度) 2008-05-12 – 2013-03-31
キーワード高分子 / 超分子 / 力学物性 / エントロピー / 力学物性 / 動的物性 / 架橋
研究概要

環動高分子は架橋点が自由に動ける新しい高分子材料である。本研究では、環動高分子材料特有の環状分子の運動性(環動性)とマクロな物性の相関に焦点を当てて研究を行なった。多様な骨格や環状分子を有する環動材料の前駆体であるポリロタキサンの合成法を確立するとともに、環動性に起因する粘弾性緩和の観測に初めて成功した。その緩和時間は骨格や環の分子構造により変化することから、環動高分子の各成分の分子設計によってマクロな材料の力学応答が制御できることを示した。さらに、環状分子のエントロピー弾性という新規概念を提唱し、実際に環動高分子材料の特異な物性が鎖と環のエントロピーの競合でうまく記述できることを示した。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 8件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Crystal structure transition of polyrotaxanes attributable to competing rings and backbone induced by in situ modification of the backbone2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kato, Tomoya Ise, Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 55 ページ: 1514

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2014.01.044

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscoelastic properties of slide-ring gels reflecting sliding dynamics of partial chains and entropy of ring components2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kato, Takaaki Yasuda, Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46 ページ: 310

    • DOI

      10.1021/ma3021135

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel entropic elasticity of polymeric materials : why is slide-ring gel so soft?2012

    • 著者名/発表者名
      Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Polym. J

      巻: 44 ページ: 38

    • DOI

      10.1038/pj.2011.85

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanics of slide-ring gels : novel entropic elasticity of a topological network formed by ring and string2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mayumi, Masahiko Tezuka, Kohzo Ito, et al.
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 8 ページ: 8179

    • DOI

      10.1039/c2sm25508a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peculiar nonlinear elasticity of polyrotaxane gels with movable cross-links revealed by multiaxial stretching2011

    • 著者名/発表者名
      Kenji Urayama, Masatoshi Kidowaki, Kohzo Ito, et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 44 ページ: 8661

    • DOI

      10.1021/ma201530z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic transition between rubber and sliding states attributed to slidable cross-links2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kato and Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 7 ページ: 8737

    • DOI

      10.1039/c1sm06212c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A versatile synthesis of diverse polyrotaxanes with a dual role of cyclodextrin as both the cyclic and capping components2010

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kato, Hiroshi Komatsu, Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 43 ページ: 8799

    • DOI

      10.1021/ma101811n

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and dynamics of polyrotaxane and slide-ring materials2010

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mayumi, Kohzo Ito
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 51 ページ: 959

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomaly in stretching-induced swelling of slide-ring gels with movable cross-links2009

    • 著者名/発表者名
      Kenji Urayama, Masatoshi Kidowaki, Kohzo Ito, et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 42 ページ: 8485

    • DOI

      10.1021/ma901661d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanically interlocked structure of polyrotaxane investigated by contrast variation small-angle neutron scattering2009

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mayumi, Hideaki Yokoyama, Kohzo Ito, et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 42 ページ: 6327

    • 査読あり
  • [学会発表] Topological gel and slide-ring materials2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕三
    • 学会等名
      East Asia Symposium on Polymers for Advanced Technology
    • 発表場所
      Vladivostok, Russia
    • 年月日
      2013-10-31
    • 招待講演
  • [学会発表] Slide-ring materials using polyrotaxane : supramolecular network with the entropy of rings2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕三
    • 学会等名
      RSC Macrocyclic and Supramolecular Meeting
    • 発表場所
      Queen Mary University of London, UK
    • 年月日
      2012-12-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 環動高分子を用いた自己修復性コーティングとその実用化2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕三
    • 学会等名
      日本化学会東北支部特別講演
    • 発表場所
      秋田大学、秋田
    • 年月日
      2012-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] New entropic elasticity of supramolecular network : slide-ring materials2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕三
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Network Polymers
    • 発表場所
      ホテル日航豊橋、愛知
    • 年月日
      2011-09-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 環動高分子のスライディングモード2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕三
    • 学会等名
      第11回リングチューブ超分子研究会シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2011-03-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanical and osmotic properties of slide-ring gels with movable cross-links2010

    • 著者名/発表者名
      浦 山健治
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2010-12-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 環動高分子の物性と実用化2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕三
    • 学会等名
      第59回高分子討論会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道
    • 年月日
      2010-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Anomaly in stretching-driven swelling of slide-ring gels with movable cross-links2010

    • 著者名/発表者名
      浦山健治
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Physics
    • 発表場所
      Ji-nan, China
    • 年月日
      2010-06-08
    • 招待講演
  • [図書] "Synthesis and properties of slide-ring gels" in Polymeric and Self Assembled Hydrogels : From Fundamental Understanding to Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kato, Kohzo Ito
    • 総ページ数
      72-92
    • 出版者
      The Royal Society of Chemistry, Cambridge UK
  • [図書] "Slide-ring materials using polyrotaxane" in Supramolecular Polymer Chemistry2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Kato, Kohzo Ito
    • 総ページ数
      205-229
    • 出版者
      Wiley-VCH Verlag & Co. KGaA, Weinheim, Germany
  • [備考]

    • URL

      http://www.molle.k.u-tokyo.ac.jp/research/index.html

  • [産業財産権] 新規ポリロタキサン及びその製造方法2012

    • 発明者名
      伊藤耕三、加藤和明、井上勝成、工藤成史
    • 権利者名
      東京大学、アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社
    • 産業財産権種類
      特願
    • 産業財産権番号
      2012-256437
    • 出願年月日
      2012-11-22

URL: 

公開日: 2015-07-16  

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