ブロック共重合体のミクロ相分離を利用した金クラスターの空間制御と触媒機能解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350105
• 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: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 吉田 博久 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (20094287)
• 研究分担者: 石田 玉青 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 助教 (90444942)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ナノリアクター / 金ナノ粒子 / 薄膜構造制御 / 金触媒 / 粒子サイズ制御 / 二次元規則配列

研究概要

両親媒性ブロック共重合体、PEO-b-PMA(Az)、が形成するミクロ相分離構造をナノ反応場として、金イオンの還元反応を行い粒子サイズと二次元配列を制御した金ナノ粒子を合成した。PEO-b-PMA(Az)薄膜では親水性のPEOナノシリンダーがシリコン基板に垂直配列したミクロ相分離構造を形成する。PEOナノシリンダーに金イオンをドープし、ドープ量と還元反応条件を最適化することで、PEOナノシリンダー上部に金ナノ粒子を生成することが可能となった。金ナノ粒子の直径は使用するナノ反応場のPEOシリンダー径に依存した。合成した金ナノ粒子の中で最小は3.2±0.2 nmで、最大は4 nmであった。

研究成果

• [雑誌論文] Enormously Wide Range Cylinder Phase of Liquid Crystalline PEO-b-PMA(Az) Block Copolymer (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Komiyama, Ryohei Sakai, Shingo Hadano, Sadayuki Asaoka, Kaori Kamata, Tomokazu Iyoda, Motonori Komura, Takeshi Yamada, Hirohisa Yoshida
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 47(5) ページ: 1777-1782
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon dioxide as a porogen on self-organized nano-structure of amphiphilic side-chain type liquid crystalline di-block copolymer (2013)
  • 著者名/発表者名: Séverine A.E. Boyer, Chihiro Iwamoto, Hirohisa Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 巻: 131(3) ページ: 1565-1576
  • 査読あり
• [雑誌論文] ポリエチレンオキシド薄膜の相転移に対する膜厚の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩佐真行, 江本奏, 若色龍太, 西村晋哉, 吉田博久
  • 雑誌名: 熱物性 巻: 26 ページ: 203-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization Behavior of Poly(Ethylene Oxide) at Fast Scanning Rate (2012)
  • 著者名/発表者名: Misuzu Konishi, Hirohisa Yoshida
  • 雑誌名: Netsu Sokutei 巻: W39 ページ: 40-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Normally Oriented Cylindrical Nanostructures in Amphiphilic PEO-LC Diblock Copolymers Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Sadayuki Asaoka, Takayuki Uekusa, Hitomi Tokimori, Motonori Komura, Tomokazu Iyoda, Takeshi Yamada, Hirohisa Yoshida
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44(19) ページ: 7645-7658
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Gold Particles Alignment On Self-Organized Nano-Structure Of Amphiphilic Di-Block Copolymers With A Smart Use Of Eco-Aware Supercritical Carbon Dioxide (2011)
  • 著者名/発表者名: Séverine A.E. Boyer, Chihiri Iwamoto, Ryutaro Nakagawa and Hirohisa Yoshida
  • 雑誌名: Polymers ページ: 2073-4360
  • URL: http://www.mdpi.com/journal/polymers
  • 査読あり
• [雑誌論文] Masayuki Imai, Shape deformation of giant vesicles encapsulating charged colloidal particles (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuno Natsume, Olivier Pravaz, Hirohisa Yoshida
  • 雑誌名: Soft Matter
  • DOI: 10.1039/C0SM00396D
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition of Gold Clusters onto Porous Coordination Polymers by Solid Grinding (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, N. Kawakita, T. Akita, M. Haruta
  • 雑誌名: Stud. Surf. Sci. Catal. 巻: 175 ページ: 839-842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergistic Catalysis of Au@Ag Core-Shell Nanoparticles Stabilized on Metal-Organic Framework (2010)
  • 著者名/発表者名: H.-L. Jiang, T. Akita, T. Ishida, M. Haruta, Q. Xu
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 1304
  • 査読あり
• [学会発表] Thermal behavior of amphiphilic di-block copolymer including crystallization (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshida
  • 学会等名: liquid crystalline transition and glass transition in the confined space (Invited)
  • 発表場所: Greifensee near Zurich, Swiss
  • 年月日: 20131125-27
• [学会発表] 両親媒性ブロック共重合体が形成するミクロ相分離表面の相転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野由里香, 白石貴志, 岩佐真行, 吉田博久
  • 学会等名: 第49回熱測定討論会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20131031-1202
• [学会発表] 両親媒性ブロック共重合体が形成するミクロ相分離表面の相転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野由里香, 白石貴志, 吉田博久, 岩佐真行
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130529-31
• [学会発表] 中性子非弾性散乱によるミクロ相分離構造中に閉じ込められた高分子鎖のダイナミックス (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田武, 張埈赫, 吉田博久
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130529-31
• [学会発表] 高規則性ナノ相分離構造を骨格とする光機能性分子の精密集積化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大隣雅俊, 小村元憲, 吉田博久, 浅岡定幸
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130529-31
• [学会発表] ミクロ相分離界面にヘテロ接合を組み込んだ光電変換デバイスの創成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋元源佑, 渡邊祐樹, 青谷正嗣, 小村元憲, 吉田博久, 浅岡定幸
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130529-31
• [学会発表] Phase transition of single layer appeared on the surface of micro phase separated structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Yurika Hirano, Takayuki Shiraishi, Masayuki Iwasa, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer Conference
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] 両親媒性ブロック共重合体が形成するミクロ相分離表面層の相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平野由里香, 岩佐真行, 吉田博久
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] Control of size and two dimensional ordering of Au nano-particle using block copolymer thin film (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Nakagawa, Kotarou Takahashi, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: 6th International Conference on Gold Science Technology and its Applications
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20120905-08
• [学会発表] Phase Transition of Amphiphilic Liquid Crystalline Di-block Copolymer at High Scanning Rate (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Konishi, H. Yoshida
  • 学会等名: 15th International Congress on Thermal Analysis and Calorimetry
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20120820-24
• [学会発表] Molecular orientation and phase transition of micro phase separated thin film (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shiraishi, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: 14th International Conference on Organized Molecular Films (ICOMF14) - LB14
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20120710-13
• [学会発表] 両親媒性ブロック共重合体による金ナノ粒子の二次元配列と構造の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川隆太郎, 吉田博久, 岩佐真行
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120529-31
• [学会発表] Thermal Analysis for Nano-Science; Phase Transitions of Ultra-thin Samples (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: 12th International Conference on Pharmacy and Applied Physical Chemistry
  • 発表場所: Graz
  • 年月日: 20120506-09
  • 招待講演
• [学会発表] サイズ制御したナノ粒子合成場としての両親媒性ブロック共重合体のミクロ相分離構造の配向制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田博久, 浅岡定幸, 川添真幸
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会
  • 発表場所: 鳥栖
  • 年月日: 20120106-09
• [学会発表] Syntheses of the amphiphilic liquid crystalline block copolymers with a disulphide bond between hysrophilic and hydrophobic segments (2011)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Otonari, Motonori Komura, Hirohisa Yoshida, Sadayuki Asaok
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジュウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111219-21
• [学会発表] Chip DSC : Thermal Analysis for Molecular Response During Transition (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Konishi, S. Asaoka, H. Yoshida
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジュウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111219-21
• [学会発表] Phase Transitions of Organic Thin Films Evaluation by AFM and DSC (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Iwasa, K. Emoto, H. Yoshida
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジュウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111219-21
• [学会発表] 有機薄膜の相転移-AFMとDSCによる考察- (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩佐真行, 江本 奏, 吉田博久
  • 学会等名: 第32回日本熱物性シンポジュウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111219-21
• [学会発表] ブロック共重合体が形成する相分離構造を利用した金クラスターの空間制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川隆太郎, 高橋孝太郎, 吉田博久
  • 学会等名: 第47回熱測定討論会
  • 発表場所: 桐生
  • 年月日: 20111021-23
• [学会発表] 高速走査DSC測定における液晶性ポリマーの相転移挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小西美鈴, 吉田博久
  • 学会等名: 第47回熱測定討論会
  • 発表場所: 桐生
  • 年月日: 20111021-23
• [学会発表] ブロック共重合体による金ナノ粒子のサイズと配列の同時制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川隆太郎, 吉田博久
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] 有機薄膜の相転移-AFMとDSCによる考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩佐真行, 江本奏, 張埈赫, 吉田博久
  • 学会等名: 日本分析化学会第60年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20110914-16
• [学会発表] Self-organized gold-particles based on smart amphiphilic block copolymer mask : from the dot-pattern creation with supercritical CO2 and colloidal solution toward the essence of nanocrystal growth (2011)
  • 著者名/発表者名: Severine Boyer, Chihiro Iwamoto, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes, Euromat2011
  • 発表場所: France
  • 年月日: 20110912-15
• [学会発表] Effect of film thickness on phase transitions and structure of amphphilic molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: Kana Emoto, Masayuki Iwasa, Junhyeok Jang, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: 6th International and 8th Japan-China Joint Symposium on Calorimetry and Thermal Analysis, CATS2011
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 20110801-04
• [学会発表] Variable Temperature AFM Observation of Organic Nano Reactor (2011)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Iwasa, Ryutarou Nakagawa, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: 6th International and 8th Japan-China Joint Symposium on Calorimetry and Thermal Analysis, CATS2011
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 20110801-04
• [学会発表] Structure Controlled Hexagonally Packed Cylinders for a Nano Reactor (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryutarou Nakagawa, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: 6th International and 8th Japan-China Joint Symposium on Calorimetry and Thermal Analysis, CATS2011
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 20110801-04
• [学会発表] Effect of Solid-Solid Interface on Phase Transitions of Poly(ethylene oxide) Thin Film (2011)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Iwasa, Hirohisa Yoshida
  • 学会等名: 66th Calorimetry Conference
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20110612-17
• [学会発表] 金クラスターの二次元配列制御-金イオンドープナノシリンダーのAFによる観察- (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩佐真行, 中川隆太郎, 吉田博久
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] 金クラスターの二次元配列制御-金イオンドープナノシリンダーのGISAXSによる観察- (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川隆太郎, 吉田博久
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] ブロック共重合体が形成する相分離構造を利用した金クラスターの空間制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川隆太郎, 高橋孝太郎, 吉田博久
  • 学会等名: 第46回熱測定討論会
  • 発表場所: 津
  • 年月日: 20100927-29
• [学会発表] 高分子ナノリアクターへの金イオンドープ量の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川隆太郎, 吉田博久
  • 学会等名: 第46回熱測定討論会
  • 発表場所: 津
  • 年月日: 20100927-29
• [学会発表] 両親媒性ブロック共重合体が形成するナノシリンダーの内部構造とナノ反応場への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田博久
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20100915-17
• [学会発表] 両親媒性ブロック共重合体が形成するナノシリンダー中への金イオンドープ量の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川隆太郎, 吉田博久
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20100915-17
• [学会発表] Arraignment control of nano-cylinders formed by micro-phase separation of block copolymer and its application as nano-reactors (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshida
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Structural Chemical Thermodynamics
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100808-10
• [学会発表] Phase transitions in nano-structure controlled thin film of amphiphilic di-block copolymer (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshida, T. Shiraishi
  • 学会等名: 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20100801-06
• [学会発表] Effects of mesogen structure on phase transition and nano-structure of amphihilic liquid crystal di-block copolymer (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, S. Nishikawa, S. Asaoka, T. Iyoda, H. Yoshida
  • 学会等名: 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20100801-06
• [図書] 『高分子の結晶制御技術と応用』鞠谷雄士編,第16章 超高速DSCによる融解・結晶化挙動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田博久
  • 総ページ数: 171-181
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] Thermodynamics -Interaction studies-Solids, Liquids and Gases(J. C.Moreno-Pirajan (Ed.)) (2011)
  • 著者名/発表者名: Séverine A.E. Boyer, Jean-Pierre E. Grolier,Hirohisa Yoshida, Jean-Marc Haudin and Jean-L oup Chenot
  • 総ページ数: 641-672
  • 出版者: InTech, Rijeka
• [備考]
  • URL: http://www.apchem.ues.tmu.ac.jp/labs/yoshida/