静電相互作用を利用する元素ブロック高分子微粒子の創出

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 元素ブロック高分子材料の創出
• 研究課題/領域番号: 15H00767
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 藤井 秀司 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (70434785)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 元素ブロック / 高分子微粒子 / コロイド安定性 / 静電相互作用 / フィルム

研究実績の概要

本研究では、リン酸基を含有する有機高分子シード粒子の精密合成を行う。次いで、シード粒子に対し、無機イオンを静電相互作用を駆動力として導入し、原子・ナノ粒子レベルで有機無機成分がハイブリッドした高分子微粒子材料の創出を行う。ハイブリッド化条件と、生成微粒子のコロイド安定性、構造の因果関係について詳細に検討し、元素ブロック高分子微粒子のデザイン・合成技術の確立を目指す。平成28年度は、元素ブロックラテックスフィルムの作製および構造・機能評価について検討を行った。
平成27年度に合成を行った、有機と無機が原子・ナノ粒子レベルでハイブリッドした元素ブロック高分子微粒子の水分散液を、ガラス基板上に塗布・乾燥させることでラテックスフィルムを作製し、その構造・機能評価を行った。
構造評価：生成フィルムの表面構造、内部構造を、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡および超薄切片の透過型電子顕微鏡観察により評価した。その結果、乾燥後に得られるフィルム表面に数百ナノメートルサイズの凹凸が観察され、無機イオン（元素ブロック）の添加量が増加するに伴い、その凹凸構造が明瞭に観察された。これは、無機イオンが架橋剤として働き、高分子の相互拡散が抑制されたためだと考えられる。無機イオンとして、Caイオン、Cuイオン、Mgイオン、Alイオン等が元素ブロックとして粒子に導入され、架橋剤として機能することを明らかにした。
機能評価：元素ブロックラテックスフィルムの熱安定性を熱重量測定により評価したところ、600度まで加熱しても燃え残りがあることを確認した。また、紫外可視分光光度計を用いた光透過率測定により、生成フィルムが可視光領域において高い透過性を有することを明らかにした。

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。

研究成果

• [国際共同研究] Max-Planck Institute(Germany)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Max-Planck Institute
• [国際共同研究] University of Newcastle(Australia)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: University of Newcastle
• [雑誌論文] Controlling the Structure of Supraballs by pH-Responsive Particle Assembly (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekido, T.; *Wooh, S.; Fuchs, R.; Kappl, M.; Nakamura, Y.; *Butt, H.-J.; *Fujii, S.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 33 ページ: 1995-2002
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b04648
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polyion Complex Vesicles with Solvated Phosphobetaine Shells Formed from Oppositely Charged Diblock Copolymers (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakai, K.; Ishihara, K.; Kappl, M.; Fujii, S.; Nakamura, Y.; *Yusa, S.
  • 雑誌名: Polymers 巻: 9 ページ: 49
  • DOI: 10.3390/polym9020049
  • 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] pH-Sensitive Adsorption Behavior of Polymer Particles at the Air-Water Interface (2017)
  • 著者名/発表者名: *Fujii, S.; *Mouri, E.; Akiyama, K.; Nakayama, S.; Uda, K.; Nakamura, Y.; Matsuoka, H.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 33 ページ: 1451-1459
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b03895
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Physical properties of mixed Langmuir monolayers of polystyrene particles with poly(N,N-dimethylaminoethylmethacrylate) hairs and a poly(2-hydroxyethyl methacrylate) polymer at an air/water interface (2017)
  • 著者名/発表者名: *McNamee, C.; Fujii, S.; Yusa, S.; Kappl, M.
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 13 ページ: 1583-1593
  • DOI: 10.1039/C6SM02529C
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of the Degree of Crosslinking on the Interfacial Layer Structure of Poly(vinyl chloride) Dispersed with Crosslinked Poly(n-butyl methacrylate) Particles (2017)
  • 著者名/発表者名: *Nakamura, Y.; Matsumoto, T.; Miyazaki, K.; Noda, M.; Takakura, K.; Tsutsumi, R.; Fujii, S.; Fujiwara, K.; Hikasa, S.; Sasaki, M.
  • 雑誌名: Composite Interfaces 巻: 24 ページ: 761-778
  • DOI: 10.1080/09276440.2016.1270644
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrophobic Polypyrrole Synthesized by Aqueous Chemical Oxidative Polymerization and Its Use as a Light-Responsive Liquid Marble Stabilizer (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawashima, H.; Mayama, H.; Nakamura, Y.; *Fujii, S.
  • 雑誌名: Polym. Chem. 巻: 8 ページ: 2609-2618
  • DOI: 10.1039/C7PY00158D
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 粉体状粘着剤の開発：合成および構造・物性評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: *藤井秀司, 武内誠治, 枝廣雅美, 吉見聡, 小暮亮雅, 垂井泰郎, 笠原萌恵, 安居嘉秀, 中村吉伸
  • 雑誌名: 粉体および粉末冶金 巻: 64 ページ: 121-125
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] アブラムシの蜜輸送技術に倣った粉体粘着剤の創出 (2017)
  • 著者名/発表者名: *藤井秀司, 中村吉伸, 秋元信一
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 68 ページ: 3-8
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Silsesquioxane-Based Element-Block Amphiphiles and Their Self-Assembly in Water (2016)
  • 著者名/発表者名: *Yusa, S.; Ohno, S,; Imoto, H.; Nakao, Y.; Naka, K.; Nakamura, Y.; *Fujii, S.
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 6 ページ: 73006-73012
  • DOI: 10.1039/c6ra13995g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polystyrene-Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane Core-Shell Element-Block Polymer Particles Fabricated via Heterocoagulation Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa, N.; *Fujii, S.; Kakuta, T.; Tanaka, K.; Yusa, S.; Chujo, Y.; Nakamura, Y.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 45 ページ: 1168-1170
  • DOI: 10.1246/cl.160545
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrostatic Formation of Liquid Marbles - Influence of Drop and Particle Size (2016)
  • 著者名/発表者名: *Ireland, P. M.; Noda, M.; Jarrett, E. D.; Fujii, S.; Nakamura, Y.; Wanless, E. J.; Webber, G. B.
  • 雑誌名: Powder Tech. 巻: 303 ページ: 55-58
  • DOI: 10.1016/j.powtec.2016.08.036
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Liquid Marble Containing Degradable Polyperoxides for Adhesion Force-Changeable Pressure-Sensitive Adhesives (2016)
  • 著者名/発表者名: *Sato, E.; Yuri, M.; Fujii, S.; Nishiyama, T.; Nakamura, Y.; Horibe, H.
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 6 ページ: 56475-56481
  • DOI: 10.1039/C6RA10677C
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] リキッドマーブルの構造・物性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武内誠治，枝廣雅美，吉見聡，小暮亮雅，中村吉伸，*藤井秀司
  • 雑誌名: 島津評論 巻: 73 ページ: 57-65
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stimuli-responsive liquid marbles: controlling structure, shape, stability and motion (2016)
  • 著者名/発表者名: *Fujii, S.; Yusa, S.; Nakamura, Y.
  • 雑誌名: Adv. Funct. Mater. 巻: 26 ページ: 7206-7223
  • DOI: 10.1002/adfm.201603223
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] アブラムシに学んだ粉体状粘着剤 (2016)
  • 著者名/発表者名: *藤井秀司, 中村吉伸，秋元信一
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 544 ページ: 46-49
• [雑誌論文] アブラムシの甘露に注目、φ1mmの粘着剤の開発：ハンドリング性が高く、微小空間への使用容易に (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 雑誌名: コンバーテック 巻: 6 ページ: 12-13
• [雑誌論文] Designing an easy-to-handle powder PSA based on the habits of aphids (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujii, S.
  • 雑誌名: Convertech & e-Print 巻: 6 ページ: 16-17
• [雑誌論文] シランカップリング剤処理における加水分解および縮合反応のコントロール (2016)
  • 著者名/発表者名: *中村吉伸，嘉流 望，野田昌代，藤井秀司
  • 雑誌名: 日本接着学会誌 巻: 52 ページ: 9-15
  • 査読あり
• [学会発表] 微粒子安定化ソフト分散体を基盤とする機能性材料の創出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 精密ネットワーク研究会第10回若手シンポジウム
  • 発表場所: 近畿大学 東大阪キャンパス ブロッサムカフェ（大阪府東大阪市）
  • 年月日: 2017-03-03
  • 招待講演
• [学会発表] バイオマスを利用する粒子安定化リキッドマーブル粘着剤の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 公益財団法人 松籟科学技術振興財団 第34回研究助成金贈呈式
  • 発表場所: シャングリ・ラ ホテル東京（東京都 千代田区）
  • 年月日: 2017-03-02
  • 招待講演
• [学会発表] 機能性微粒子安定化ソフト分散体が拓く材料化学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 2016KIPS 若手高分子シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス ローム記念館（京都府 京都市）
  • 年月日: 2016-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] 微粒子安定化気液分散体を基盤とする粉体状粘接着剤の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 第6回 島津新素材セミナー2016【京都】
  • 発表場所: （株）島津製作所三条工場内 新本館1F セミナーホール（京都府 京都市）
  • 年月日: 2016-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] 微粒子安定化気液分散体を基盤とする粉体状粘着剤の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川嶋永人, 藤井秀司
  • 学会等名: 島津新素材セミナー2016
  • 発表場所: 島津製作所三条工場内 新本館1F セミナーホール（京都府 京都市）
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] 二次元コロイド粒子配列体の応力変形を利用した非球状高分子微粒子の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福岡敬介, 尾崎翔伍, 森田裕史, 中村吉伸, 藤井秀司
  • 学会等名: 第19回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 千葉大学（千葉県 千葉市）
  • 年月日: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [学会発表] 物質運搬制御システム構築に向けた光熱変換リキッドマーブルの創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川嶋永人, 眞山博幸, 藤井秀司, 中村吉伸
  • 学会等名: 第19回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 千葉大学（千葉県 千葉市）
  • 年月日: 2016-11-07 – 2016-11-09
• [学会発表] Light-Driven Delivery and Release of Materials Using Liquid Marbles (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, M. Paven, H. Mayama, H. Kawashima, H.-J. Butt, Y. Nakamura
  • 学会等名: The 14th International Conference on radiation Curing (RadTech Asia 2016)
  • 発表場所: Hilton Tokyo Odaiba, Japan
  • 年月日: 2016-10-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Particle stabilized soft dispersed systems as a platform towards adhesive materials (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii
  • 学会等名: 5th Nagoya Biomimetics International Symposium (NaBIS)
  • 発表場所: Nagoya institute of Technology, Japan
  • 年月日: 2016-10-21
  • 招待講演
• [学会発表] 光熱変換リキットマーブルを用いた物質運搬制御システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川嶋永人, 眞山博幸, 藤井秀司, 中村吉伸
  • 学会等名: 第67回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 北海道教育大学旭川校（北海道 旭川市）
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-24
• [学会発表] 光刺激応答性リキッドマーブルを用いた物質運搬システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司, 川嶋永人, 眞山博幸, Maxime Paven, Hans-Jurgen Butt, 中村吉伸
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] 微粒子安定化ソフト分散体が拓く接着・粘着技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 2016接着と塗装研究会講座 接着、粘着の新技術
  • 発表場所: 東京理科大学森戸記念館 第1フォーラム（東京都 新宿区）
  • 年月日: 2016-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] Powdered pressure-sensitive adhesives: Fabrication, characterization and properties (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii
  • 学会等名: Group seminar (Prof. H.-J. Butt)
  • 発表場所: Max Planck Institute for Polymer Research, Germany
  • 年月日: 2016-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Material Chemistry based on liquid marbles (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii
  • 学会等名: Group seminar (Prof. E. J. Wanless)
  • 発表場所: University of Newcastle, Australia
  • 年月日: 2016-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] 近赤外光を用いた光熱変換リキッドマーブルの遠隔物質運動制御システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川嶋永人, 眞山博幸, 藤井秀司, 中村吉伸
  • 学会等名: 第34回関西界面科学セミナー もっと知りたい・ここが知りたい分散と材料の界面科学
  • 発表場所: 神戸大学滝川記念学術交流会館（ 兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2016-07-22
• [学会発表] 微粒子が拓くソフト分散体工学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 第３７回粘着技術研究会
  • 発表場所: 大阪科学技術センター（大阪府 大阪市）
  • 年月日: 2016-07-21
  • 招待講演
• [学会発表] リキッドマーブルを用いた遠隔物質運搬システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川嶋永人, 眞山博幸, 藤井秀司, 中村吉伸
  • 学会等名: 第62回高分子研究発表会(神戸)
  • 発表場所: 兵庫県民会館（兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2016-07-15
• [学会発表] ポリドーパミン粒子を乳化剤としたピッカリングエマルションの創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西澤伸朗, 河村彩香, 桑折道済, 中村吉伸, 藤井秀司
  • 学会等名: 第62回高分子研究発表会(神戸)
  • 発表場所: 兵庫県民会館（兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2016-07-15
• [学会発表] 二次元コロイド粒子配列体の応力変形を利用する非球状高分子微粒子の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福岡敬介, 尾崎翔伍, 森田裕史, 中村吉伸, 藤井秀司
  • 学会等名: 第62回高分子研究発表会(神戸)
  • 発表場所: 兵庫県民会館（兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2016-07-15
• [学会発表] アブラムシをヒントにし開発した粘着剤「リキッドマーブル」で物流改革を起こす！ (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: バイオインダストリー協会 ”未来へのバイオ技術”勉強会 バイオ素材百花繚乱9～容器包装と物流のエコイノベーション
  • 発表場所: バイオインダストリー協会（東京都 中央区）
  • 年月日: 2016-07-08
  • 招待講演
• [学会発表] 粘着・接着の基礎 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司
  • 学会等名: 第3４回高分子表面研究会 基礎講座
  • 発表場所: 東京理科大学 森戸記念館第1フォーラム（東京都 新宿区）
  • 年月日: 2016-07-08
  • 招待講演
• [学会発表] リキッドマーブル工学に基づくカプセル材料の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤井秀司、中村吉伸
  • 学会等名: 日本ポリマースクラッチコンソーシアム第17回会議
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府 京都市）
  • 年月日: 2016-07-07
  • 招待講演
• [学会発表] 遠隔物質運動制御システム構築に向けた光熱変換リキッドマーブルの創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川嶋永人, 眞山博幸, 藤井秀司, 中村吉伸
  • 学会等名: ACA2016および第54回日本接着学会年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学岡山キャンパス蔵前会館（ 東京都 目黒区）
  • 年月日: 2016-06-16 – 2016-06-18
  • 国際学会
• [学会発表] ポリドーパミン粒子を乳化剤としたエマルションの創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西澤伸朗, 河村彩香, 桑折道済, 中村吉伸, 藤井秀司
  • 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）
  • 年月日: 2016-05-25 – 2016-05-27
• [学会発表] 2Dコロイド粒子配列体の応力変形を利用する非球状高分子微粒子の合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福岡敬介, 尾崎翔伍, 中村吉伸, 藤井秀司
  • 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）
  • 年月日: 2016-05-25 – 2016-05-27
• [備考] 大阪工業大学工学部応用化学科高分子材料化学研究室webページ
  • URL: http://www.oit.ac.jp/chem/cherry/4_lab/
• [備考] 藤井秀司 研究紹介webページ
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=u2TArGB-79Y&list=UUxBwz6-418ToeacGKIBtVmw&index=5