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2015 年度 実績報告書

高分子多層膜法による動的不均一性の計測と制御

研究課題

研究課題/領域番号 25287108
研究機関立命館大学

研究代表者

深尾 浩次  立命館大学, 理工学部, 教授 (50189908)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード膜厚依存性 / 高分子薄膜 / ポリアミド共重合体 / 電極分極 / 液晶 / イオン液晶 / 誘電緩和測定 / 中性子反射率測定
研究実績の概要

平成27年度の本研究の成果概要は以下のとおりである。

1. 平成25,26年度に研究を行った非晶性ポリアミド共重合体に関して、これまでの試料とは鎖長の異なるPA10,6とPA10,Iの共重合体を用いて、薄膜を作成し、電極分極およびα過程のダイナミクスを誘電緩和測定により調べた。その結果、膜厚の低下とともに、ガラス転移温度の低下とフラジリティの増大は観測されたが、charge carrierの拡散係数のintrinsic な増大は観測できなかった。つまり、拡散係数の鎖長依存性はPA66/6Iとは異なっており、鎖長依存性の存在が結論できた。現在、より詳細な解析を進めており、今後のさらなる研究の展開が期待される。

2.ポリアミド系高分子で観測される電極分極の性質をより明確にするために、イオン液晶と典型的な液晶性物質に対する誘電緩和測定を行った。イオン液晶として、イミダゾリウム系のイオン液晶で、1-methyl-3-alkylimidazolium tetrafluoroborate [Cnmim]BF4を用い、典型的な液晶としては、N-(4-Methoxybenzylidene)-4-butylaniline (MBBA)を用いた。これらの系に対して、誘電緩和測定を実施し、電極分極を詳細に調べた。その結果、分子の配向性とcharge carrierの拡散運動が密接に関係していることが明らかとなった。ただ、相転移に伴うモルホロジー変化に起因した種々の要因をどのように評価すべきか、さらに、界面ダイナミクスとの関係の解明は今後の課題であることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ポリアミド薄膜系での誘電緩和測定は順調に進んでおり、高分子薄膜での界面効果のcharge carrier の拡散運動への影響が明らかとなっているから。

今後の研究の推進方策

2015年度にビームがストップしていたため、j-parcでの中性子反射率測定は先送りになっていた。しかし、無事、ビームも復活し、新たなビームタイムの割り当てを受けたので、2016年6月に中性子反射率測定を行う予定である。この実験結果を踏まえて、高分子積層膜の界面ダイナミクスの機構を明らかとし、論文の執筆を行う。また、ポリアミド系およびイオン液晶の誘電緩和測定の結果を界面ダイナミクスの立場から解析し、国際会議において研究成果の発表を行い、研究成果の国際的な発信とする。

次年度使用額が生じた理由

当初の予定と異なる実験結果が得られるとともに、部分的に予想以上に研究が進んだ。それらの成果について、補足的な実験を実施するとともに、2016年の国際会議で発表する必要が生じたため。

次年度使用額の使用計画

不足しているデータを取り直すとともに、国際会議において研究成果の発表を行い、本研究により得られた成果を国際的に発信する。具体的な国際研究集会としては、1) EMN Meeting on droplets 2016, 2016.5.9-13, San Sebastian, Spain, 2) The XVIIth International Congress on Rheology (ICR2016), 2016.8.8-13, Kyoto, Japan, 3) 9th International Conference on Broadband Dielectric Spectroscopy and its Applications, 2016.9.11-16, Pisa, Italy. を予定している。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] LPMA, CNRS/Solvay(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      LPMA, CNRS/Solvay
  • [雑誌論文] Temperature dependence of lamellar thickness in isothermally crystallized poly(butylene terephthalate)2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Konishi, Waki Sakatsuji, Koji Fukao, Yoshihisa Miyamoto
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 49 ページ: 2272-2280

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.6b00126

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric relaxation of thin films of polyamide random copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Taniguchi, Koji Fukao, Paul Sotta, Didier R. Long
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 91 ページ: 052605

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.91.052605

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Heterogeneous and interfacial dynamics in stacked thin polymer films2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao, Tatsuhiko Hayashi, Koichiro Sadakane, Norifumi Yamada
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Dielectric relaxation behavior of thin films of polyamide random copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Taniguchi, Koji Fukao
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] “Surface-inactive” effect induced by adding nonionic surfactants on a mixture of water and organic solvent2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hachiya, Koichiro Sadakane, Koji Fukao
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Glass transition and dynamics of PS/P2CS/PS stacked thin films2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Suzuki, Natsumi Taniguchi, Tatsuhiko Hayashi, Koichiro Sadakane, Koji Fukao
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Translational and rotational motions in thin films of polyamide random copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao and Natsumi Taniguchi
    • 学会等名
      International Workshop on Dynamics in Viscous Liquids IV
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2015-05-06 – 2015-05-07
    • 国際学会
  • [図書] 界面の物理と化学(翻訳書)2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥仁、深尾浩次
    • 総ページ数
      1-461
    • 出版者
      丸善
  • [図書] "Glassy and aging dynamics in polymer films investigated by dielectric relaxation spectroscopy" , Chap.13 in Polymer Glass, edited by Connie Roth2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      Taylor and Francis

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公開日: 2017-01-06  

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