非対称トリブロック共重合体ミセルを鋳型とする中空無機ナノ粒子の合成と構造制御

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20310054
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 中島 謙一 佐賀大学, 工学系研究科, 教授 (10104720)
• 研究分担者: 矢田 光徳 佐賀大学, 工学系研究科, 准教授 (20274772)
• キーワード: ナノ材料 / 超分子化学 / 高分子ミセル / 鋳型合成 / 中空無機ナノ粒子 / 中空無機ナノ粒子 / 炭酸カルシウム / 硫酸バリウム

研究概要

【1】トリブロック共重合体の合成RAFT重合法によりポリ(スチレン-b-アクリル酸-b-エチレンオキシド)(PS-b-PAA-b-PEO)を合成した。得られた高分子はGPC、FTIR及びNMRで構造決定を行った。
【2】高分子ミセルの調製上記のトリブロック共重合体を水に溶かし、PSをコア、PAAをシェル、PEOをコロナとする高分子ミセルを得た。得られた高分子ミセルは動的光散乱及び走査型電子顕微鏡測定で粒径測定を行った。
【3】炭酸カルシウム及び硫酸バリウムナノ粒子の合成と特性解析無機材料として、炭酸カルシウム及び硫酸バリウムを取りあげ、それらの中空ナノ粒子の合成を試みた。前記の高分子ミセルにそれぞれの前駆体としてカルシウムイオン、バリウムイオンを加えて、各イオンと高分子との複合ナノ粒子を合成した。そこに対イオンとして、炭酸イオン、硫酸イオンを加え、目的とする無機物質を生成させた。その後、焼結によって鋳型高分子を取り除き、中空無機ナノ粒子を得た。得られた中空無機ナノ粒子は透過型電子顕微鏡で空洞サイズと無機層の厚さを測定した。
【4】炭酸カルシウム及び硫酸バリウムナノ粒子の薬物送達システムへの応用炭酸カルシウム及び硫酸バリウムナノ粒子は生体適合無機材料として知られている。これらの中空ナノ粒子に抗がん剤や抗うつ剤などの薬物を内包させ、その徐放挙動を検討した。さらに、これらの中空無機ナノ粒子の表面をポリメタクリル酸でコーティングして、pH刺激応答性を付与した。すなわち、中性あるいは塩基性条件下ではポリメタクリル酸が伸長したコンフォメーションをとり、無機シェル層の孔をブロックするが、酸性条件下ではポリメタクリル酸が収縮したコンフォメーションをとり、無機シェル層の孔が開く。この機構により薬物の徐放挙動をpHで制御できるか否かを検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Novel MoO_3 and WO_3 Hollow Nanospheres Assembled with Polymeric Micelles (2012)
  • 著者名/発表者名: Jing Jing Liu, Manickam Sasidharan, Dian Liu, Yuuichi Yokoyama, Shin-ichi Yusa, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Mater.Lett 巻: 66 ページ: 25-28
  • DOI: doi:10.1016/j.matlet.2011.08.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of magnetic α-Fe_2O_3 and Fe_3O_4 hollow nanospheres for sustained release of ibuprofen (2012)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Hom Nath Luitel, Nanda Gunawardhana, Masamichi Inoue, Shin-ichi Yusa, Takanori Watari, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Mater.Lett 巻: 73 ページ: 4-7
  • DOI: doi:10.1016/j.matlet.2011.12.058
  • 査読あり
• [雑誌論文] CeO_2 hollow nanospheres as anode material for lithium ion batteries (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasidharan Manickam, Nanda Gunawardhana, Masaki Yoshio, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Chem.Lett. 巻: 41 ページ: 386-388
  • DOI: doi:10.1246/cl.2012.386
  • 査読あり
• [雑誌論文] WO_3 hollow nanospheres for high-lithium storage capacity and good cycl ability (2012)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Nanda Gunawardhana, Masaki Yoshio, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Nano Energy 巻: 1 ページ: 503-508
  • DOI: doi:10.1016/j.nanoen.2012.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Hollow BaSO_4 Nanospheres Templated by Core-Shell-Corona Type Polymeric Micelles (2012)
  • 著者名/発表者名: Bishnu Bastakoti, Sudhina Guragain, Yuuichi Yokoyama, Shin-ichi Yusa, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: New J.Chem 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1039/c1nj20671k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel LaBO_3 Hollow Nanospheres of Size 34±2 nm Templated by Poly meric Micelles (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasidharan Manickam, Nanda Gunawardhana, Hom Luitel, Toshiyuki Yokoi, Masamichi Inoue, Shin-ichi Yusa, Takanori Watari, Masaki Yoshio, Takashi Tatsumi, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci 巻: (in press)
  • DOI: doi:10.1016/j.jcis.2011.12.050
  • 査読あり
• [雑誌論文] α-MoO_3 hollow nanospheres as an anode material for Li-ion battery (2012)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Nanda Gunawardhana, Hiroaki Noma, Masaki Yoshio, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Bull.Chem.Soc.Jpn. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] V_2O_5 hollow nanospheres : A lithium intercalation host with good rate capability and capacity retention (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasidharan Manickam, Nanda Gunawardhana, Masaki Yoshio, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: J.Electrochem.Soc. 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1149/2.082205jes
  • 査読あり
• [雑誌論文] La_2O_3 hollow nanospheres for high performance lithium-ion rechargeable batteries (2012)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Nanda Gunawardhana, Masamichi Inoue, Shin-ichi Yusa, Masaki Yoshio, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1039/c2cc16085d
  • 査読あり
• [雑誌論文] α-Fe_2O_3 and Fe_3O_4 hollow nanospheres as high-capacity anode materials for rechargeable Li-ion batteries (2012)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Nanda Gunawardhana, Masaki Yoshio, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Ionics 巻: (in press)
  • DOI: DOI 10.1007/s11581-012-0716-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micelles of poly (styrene-b-2- vinylpyridine-b-ethylene oxide) with blended Polystyrene core and their application to the synthesis of hollow silica nanospheres (2011)
  • 著者名/発表者名: Dian Liu, Manickam Sasidharan, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci. 巻: 358 ページ: 354-359
  • DOI: DOI:10.1016/j.jcis.2011.03.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel titania hollow nanospheres of size 28±1 nm using soft-te mplate and their application for lithium-ion rechargeable batteries (2011)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Kenichi Nakashima, Nanda Gunawardhana, Toshiyuki Yokoi, Masamichi Inoue, Shin-ichi Yusa, Masaki Yoshio, Takashi Tatsumi
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: 47 ページ: 6921-6923
  • DOI: DOI:10.1039/c1cc11902h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel synthesis of bifunctional catalysts with different microenvironments (2011)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Satoru Fujita, Masataka Ohashi, Yasutomo Goto, Kenichi Nakashima, Shinji Inagaki
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: 47 ページ: 10422-10424
  • DOI: DOI:10.1039/c1cc13825a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, characterization and application for lithium-ion rechar geable batteries of hollow silica nanospheres (2011)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Dian Liu, Nanda Gunawardhana, Masaki Yoshio, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. 巻: 21 ページ: 13881-13888
  • DOI: DOI:10.1039/cljm10864f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Incorporation and release behavior of amitriptylene in core-shell-corona type triblock copolymer micelles (2011)
  • 著者名/発表者名: Bishnu Prasad Bastakoti, Sudhina Guragain, Yuuichi Yokoyama, Shin-ichi Yusa, Kenichi Nakashima
  • 雑誌名: Colloids Surf.B : Biointerfaces 巻: 88 ページ: 734-740
  • DOI: doi:10.1016/j.colsurfb.2011.08.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Periodic Organosilica Hollow Nanospheres as Anode Materials for Lithium Ion Rechargeable Batteries (2011)
  • 著者名/発表者名: Manickam Sasidharan, Kenichi Nakashima, Nanda Gunawardhana, Toshiyuki Yokoi, Masanori Ito, Masamichi Inoue, Shin-ichi Yusa, Masaki Yoshio, Takashi Tatsumi
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 3 ページ: 4768-4773
  • DOI: DOI:10.1039/c1nr10804b
  • 査読あり
• [学会発表] 外部刺激による高分子ミセルの可逆的コア-コロナ反転 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島謙一
  • 学会等名: 繊維学会西部支部講演会
  • 発表場所: 佐賀大学(招待講演)
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] Core-Shell-Corona Polymeric Micelles as a Template for the Synthesis of Hollow Inorganic Nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nakashima, Bishnu Bastakoti, Sudhina Guragain, Yuuichi Yokoyama, Shin-ichi Yusa
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] I_1/I_5 ratio of pyrene monomer fluorescence as a new polarity scale for solvents and colloidal systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Nakashima, Dian Liu, Yusuke Yonemura
  • 学会等名: 12th International Conference on Methods and Applications of Fluorescence
  • 発表場所: Strasbourg国際会議場,France
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] コア-シェル-コロナ型高分子ミセルを鋳型とする多孔性中空シリカナノ粒子の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 銭花春菜、Sasidharan Manickam、中島謙一
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 20110700
• [学会発表] 高分子ミセルを鋳型とする卵黄/卵殻型ナノ粒子の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高柳潤、中島謙一
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 20110700
• [学会発表] コア-シェル-コロナ型高分子ミセルにおける蛍光共鳴エネルギー移動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 尾畑龍祐、中島謙一
  • 学会等名: 第48回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 20110700
• [備考]
  • URL: http://extwww.cc.saga-u.ac.jp/~nakashik/index.html