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2022 年度 研究成果報告書

高分子鎖一本の構造ダイナミクスとポリマー分子間相互作用のイメージング

研究課題

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研究課題/領域番号 20H02546
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

篠原 健一  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10292244)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードポリマー / 1分子 / AFM / 高速AFM / 分子マシン / 分子モーター / キラル高分子 / 機能性高分子
研究成果の概要

アニオン性ポリマー鎖とカチオン性ポリマー鎖には、静電相互作用による引力が働くと考えられるが、それでは、水中室温の条件下で、基板上でゆらぐ両ポリマー鎖一本一本は、互いにどの位の距離から引力を感じ、そして結合するだろうか?先ず、これを高速AFMイメージングによって直接観測して明らかにした。アニオン性ポリマーにはPAMPSおよびPAMPSナトリウム塩を用い、一方、カチオン性ポリマーにはポリアリルアミン(PAA)およびPAA塩酸塩を採用した。PAMPSのスルホン酸基とPAAのアミド基との間のダイナミクスを解明した結果、PAMPS長鎖一本の末端部にPAA短鎖1分子が結合した複合体が確認された。

自由記述の分野

高分子化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子間相互作用には、ファンデルワールス相互作用、静電相互作用、水素結合による相互作用、水中における疎水性相互作用などがある。本研究では、これらの相互作用がポリマーの分子内(鎖中)および分子間(鎖間)でどう働き、どのような構造とダイナミクスが観測されるかを明らかにした。
その結果、ポリマー鎖一本同士の相互作用が高速AFMで直接確認された。これは、分子マシンの創製に必須の知見であり、将来実現されるであろう分子モーターに繋がる成果である。

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公開日: 2024-01-30  

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