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2016 年度 実績報告書

力学的刺激により分子鎖が可逆的に切断・再結合する反応性高分子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 26288057
研究機関東京工業大学

研究代表者

大塚 英幸  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00293051)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード高分子反応 / 高分子合成 / 高分子構造・物性 / メカノクロミズム / 損傷検知
研究実績の概要

平成28年度は、これまでに得られた知見をもとに、力学的刺激に対して次世代型反応性高分子の創製を目指すとともに、動作原理の解明および普遍的な分子設計の提案を目的として研究を推進した。
具体的には、ジアリールビベンゾフラノン(DABBF)骨格を有する力学応答性高分子に関して、DABBF骨格以外の分子鎖の分子量、トポロジー、ガラス転移温度の違いによる影響を系統的に調査した。その結果、例えばポリスチレンを用いた場合では、分子量が大きくなるほど力学応答性が高くなることが明らかとなった。また、分子鎖のトポロジーに注目すると、直鎖状の高分子よりも、星型高分子の方が高い力学応答性を示すことがわかった。さらに、ガラス転移温度の違いにより、力学応答性が大きく異なることを見出した。これは分子鎖の運動性が大きく影響しているものと考えられる。架橋高分子においても、架橋密度の違いによって力学応答性が異なることが明確になり、DABBFを用いた力学応答性高分子の分子設計指針を提案することができた。
実際の実験は、本研究経費により購入した自動粉砕装置等を活用して高分子粉末に力学的な刺激を与え、電子スピン共鳴(ESR)測定により、発生したラジカル種の定性と定量を行った。ESR測定の結果、期待どおり炭素ラジカル由来のシグナルが観測され、定量化にも成功した。ラジカル種由来の色の変化を、紫外可視吸収測定のみならず、写真撮影、ムービー撮影、などを活用して多角的に評価することができた。この他にも、分子鎖が可逆的に切断・再結合する多くの反応性高分子の合成と評価を行った。
平成28年度は、最終年度であったため、研究全体の総括も行った。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Thermally Adjustable Dynamic Disulfide Linkages Mediated by Highly Air-Stable 2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-sulfanyl (TEMPS) Radical2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takahashi, R. Goseki, H. Otsuka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 ページ: 2016-2021

    • DOI

      10.1002/anie.201611049

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Facile Modification and Fixation of a Diaryl Disulphide-containing Dynamic Covalent Polyester by Iodine-catalysed Insertion-like Addition Reactions of Styrene Derivatives to Disulphide Units2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakai, A. Takahashi, R. Goseki, H. Otsuka
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: 7 ページ: 4661-4666

    • DOI

      10.1039/c6py00963h

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Repeatable Mechanochemical Activation of Dynamic Covalent Bonds in Thermoplastic Elastomers2016

    • 著者名/発表者名
      K. Imato, T. Kanehara, S. Nojima, T. Ohishi, Y. Higaki, A. Takahara, H. Otsuka
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 52 ページ: 10482-10485

    • DOI

      10.1039/c6cc04767j

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polymer-Inorganic Composites with Dynamic Covalent Mechanochromophore2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kosuge, K. Imato, R. Goseki, H. Otsuka
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 49 ページ: 5903-5911

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.6b01333

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancing Mechanochemical Activation in the Bulk State by Designing Polymer Architectures2016

    • 著者名/発表者名
      H. Oka, K. Imato, T. Sato, T. Ohishi, R. Goseki, H. Otsuka
    • 雑誌名

      ACS Macro Lett.

      巻: 5 ページ: 1124-1127

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.6b00529

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 動的共有結合ポリマーの開発:自在に構造変換できる高分子を目指して2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸,後関頼太,今任景一
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 64 ページ: 98-101

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 可逆的な炭素-炭素結合に基づく動的共有結合ポリマーゲル2016

    • 著者名/発表者名
      今任景一,後関頼太,大塚英幸
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー

      巻: 37 ページ: 31-40

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 動的な炭素-炭素結合を利用した高分子新素材を目指して2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸,後関頼太
    • 雑誌名

      繊維学会誌

      巻: 72 ページ: 332-332

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自己修復性高分子2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 65 ページ: 624-625

    • 査読あり
  • [学会発表] 自己修復性高分子材料2017

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      ゴム材料フォーラム第30回公開フォーラム
    • 発表場所
      東京電業会館(東京都港区)
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己修復性高分子のメカニズムと最近の動向2017

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      新規事業研究会 2017年3月度月例会
    • 発表場所
      東工大蔵前会館手島記念会議室(東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-03-12 – 2017-03-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的共有結合を利用した自己修復性・力学応答性高分子材料2017

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      16-5ポリマーフロンティア21高機能ゲル・タフポリマーの研究最前線
    • 発表場所
      東工大蔵前会館ロイアルブルーホール(東京都目黒区)
    • 年月日
      2017-01-23 – 2017-01-23
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能発現を指向した動的共有結合ポリマーの設計-メカノクロミックポリマーを中心に-2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      第31回茨城地区「若手の会」交流会
    • 発表場所
      つくばセミナーハウス(茨城県つくばみらい市)
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Covalent Elastomers with Mechanochromic Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka, Hironori Oka, Raita Goseki
    • 学会等名
      The International Rubber Conference 2016
    • 発表場所
      Kitakyushu International Conference Center, Kitakyushu, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-10-24 – 2016-10-26
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子材料の分子鎖切断と修復過程の可視化および定量解析2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸、小菅孝浩、今任景一、後関頼太
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡市西区)
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-14
  • [学会発表] Mechanochromic Polymers with Dynamic Carbon-Carbon Covalent Bonds2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Otsuka, Takahiro Kosuge, Hironori Oka, Keiichi Imato, Raita Goeki
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Chemistry (PC2016)
    • 発表場所
      Changchun, China
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平衡系の共有結合を有する自己修復性および力学応答性ポリマー2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      高分子加工技術研究会第85例会
    • 発表場所
      名古屋工業大学鶴舞キャンパス(名古屋市昭和区)
    • 年月日
      2016-06-06 – 2016-06-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的共有結合化学が拓く自己修復性および力学応答性高分子デザイン2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市中央区)
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子の応力可視化に関する最新動向とメカノクロミックポリマー開発の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      大塚英幸
    • 学会等名
      第105回有機デバイス研究会「最先端高分子材料と応用」
    • 発表場所
      静岡大学浜松キャンパス(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2016-04-15 – 2016-04-15
    • 招待講演
  • [備考] 大塚研究室ホームページ

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/otsuka/index.html

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公開日: 2018-01-16  

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