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2010 年度 自己評価報告書

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

研究課題

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研究課題/領域番号 20310054
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造科学
研究機関佐賀大学

研究代表者

中島 謙一  佐賀大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10104720)

研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワードナノ材料 / 超分子化学 / 高分子ミセル / 中空無機ナノ粒子 / 鋳型合成
研究概要

ABC型(非対称型)トリブロック共重合体をB、Cに選択的な溶媒に溶解すると、Aをコア、Bをシェル、Cをコロナとするミセルを形成することが知られている。例えば、ポリ(スチレン-b-2-ビニルピリジン-b-エチレンオキシド)(略称:PS-b-PVP-b-PEO)を水に溶解すると、PSをコア、PVPをシェル、PEOをコロナとするミセルを形成する。この時、溶液のpHを5以下にするとPVPは陽イオンとなり、そこに外部からの陰イオンを結合することができる。結合した陰イオンが無機イオンであれば、還元あるいは適当な化学処理によってナノメーターサイズの無機層を形成する。これを焼結して高分子を除去すれば、中空無機微粒子が得られる。本研究は、(i)このようなコアーシェルーコロナ型高分子ミセルを鋳型とする新しい中空無機微粒子の合成法と構造制御の方法を確立すること、(ii)その微粒子の種々の応用を検討することを日的とする。
(1)RAFT重合法により種々のABC型トリブロック共重合体を合成する。具体的には、Aブロックにポリスチレン、Cブロックにポリエチレンオキシドを用い、Bブロックの高分子に陽イオン性(ポリビニルピリジンなど)及び陰イオン性(ポリアクリル酸など)の高分子を用いる。
(2)上記高分子ををジメチルフォルムアミド(DMF)に溶かした後、透析法によってPSをコア、Bブロックをシェル、PEOをコロナとする高分子ミセルを得る。
(3)上記のコアーシェルーコロナ型高分子ミセルを鋳型として、種々の中空無機ナノ粒子を合成する。標的とする無機材料は、シリカ、金属酸化物、貴金属、炭酸塩などである。
(4)鋳型高分子のコアを形成するPSブロックの鎖長を変化させて、中空無機ナノ粒子の空洞サイズを制御することを試みる。また、シェルを形成するBブロックの鎖長を変化させて、無機層の厚さを制御することを試みる。
(5)中空無機ナノ粒子の応用を検討する。応用而としては、有機合成の触媒、薬物送達システム、電池材料などである。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Hollow CaCO_3 Nanospheres Templated by Micelles of Poly(styrene-b-acrylic acid-b-ethylene glycol) in Aqueous Slutions2011

    • 著者名/発表者名
      Bishnu Prasad Bastakoti, Sudhina Guragain, Yuuichi Yokoyama, Shin-ichi Yusa, Kenichi Nakashima
    • 雑誌名

      Langmuir Vol.27

      ページ: 379-384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physicochemical Properties of Micelles of Poly (styrene-b-[3-(methacryloylamino)propy1]trimethylammoniumchloride-b-ethylene oxide) in Aqueous Solutions2009

    • 著者名/発表者名
      J.Liu, D.Liu, Y.Yokoyama, S.Yusa, K.Nakashima
    • 雑誌名

      Langmuir Vol.25

      ページ: 739-743

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine-Tuning of Cavity Size and Wall Thickness of Silica Hollow Nanoparticles by Templating Polymeric Micelles with Core-Shell-Corona Structure2009

    • 著者名/発表者名
      D.Liu, A.Khanal, K.Nakashima, Y.Inoue, M.Yada
    • 雑誌名

      Chem.Lett Vol.38

      ページ: 130-131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Hollow Metal Oxide Nanospheres by Templating Polymeric Micelles with Core-Shell-Corona Architecture2009

    • 著者名/発表者名
      D.Liu, K.Nakashima
    • 雑誌名

      Inorg.Chem Vol.48

      ページ: 3898-3900

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel titania hollow nanospheres of size 28±1 nm using soft-template and their application for lithium-ion rechargeable batteries Chem.

    • 著者名/発表者名
      Manickam Sasidharan, Kenichi Nakashima, 他6名
    • 雑誌名

      Commun 2011

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of CaCO_3 and BaCO_3 hollow nanospheres templated by polymeric micelles with core-shell-corona structure2010

    • 著者名/発表者名
      B.P.Bastakoti, S.Guragain, Y.Yoko yama, S.Yusa, K.Nakashima
    • 学会等名
      第240回米国化学会年会
    • 発表場所
      ボストン, 米国
    • 年月日
      2010-08-23
  • [学会発表] Stimuli-induced micelle formation of block copolymers2008

    • 著者名/発表者名
      K.Nakashima
    • 学会等名
      International Symposium on Stimuli-Responsive Materials
    • 発表場所
      ハティスバーグ, 米国(招待講演)
    • 年月日
      2008-10-28

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公開日: 2012-02-13   更新日: 2016-04-21  

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