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2016 年度 実績報告書

光応答性元素ブロック高分子の表面パターニング特性とデバイス応用

公募研究

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 15H00768
研究機関関西大学

研究代表者

宮田 隆志  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50239414)

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 / 動的架橋 / 光応答性 / 表面パターニング / 表面物性 / 金属ナノ粒子 / 光二量化 / ポリジメチルシロキサン
研究実績の概要

本研究では,表面パターニングできる光応答性元素ブロック高分子材料の創出を試み,本年度は以下のような研究成果が得られた。
(i)様々な光応答性元素ブロック高分子の合成:重合反応性が良好なケイ皮酸誘導体モノマーを新たに合成し,ポリジメチルシロキサン(PDMS)マクロモノマーとの共重合によって新規な光二量化基含有元素ブロック高分子を合成した。これまでと同様にUV照射によってその光二量化が確認された。
(ii)光応答性元素ブロック高分子の表面パターニング特性の検討:新たに合成した光応答性元素ブロック高分子にUV(270nm)照射すると膜厚が減少し,その減少量は初期膜厚に依存した。この結果より,フォトマスクを通したUV照射による表面パターン形成は,光二量化による自由体積の減少に基づくことが明らかとなった。また,光学フィルターを用いずに広域波長のUVを照射すると,より明確な表面パターンが形成された。これは光二量化による自由体積の減少と,250nm以下の波長のUVによるポリマーの分解に起因すると考えられた。したがって,270nmのUV照射では化学的構造を変化させずに,表面にパターンを形成させることができ,広域波長のUVを利用すると化学的構造変化は生じるが,より深い表面パターンの形成が可能であることがわかった。
(iii)光応答性元素ブロック高分子/金属ハイブリッドの調製と光学・電気材料への応用:金ナノ粒子(AuNP)と銀ナノ粒子(AgNP)を光応答性元素ブロック高分子に均一分散させ,UV照射後の光学物性と電気物性を測定した。得られたハイブリッド材料にUV照射すると,AuNP分散材料では赤色の,AgNP分散材料では黄色の波長シフトが観測された。さらに,これらのハイブリッド材料の表面抵抗を測定した結果,光照射によって表面抵抗の顕著な低下が確認された。

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

    (21件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Conformationally Regulated Molecular Binding and Release of Molecularly Imprinted Polypeptide Hydrogels That Undergo Helix-Coil Transition2017

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, A. Kawamura, T. Miyata
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 50 ページ: 2136-2144

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.6b02688

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective Removal of Dilute Benzene from Water by Poly(methyl methacrylate)-graft-Poly(dimethylsiloxane) Membranes Containing Hydrophobic Ionic Liquid by Pervaporation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uragami, E. Fukuyama, T. Miyata
    • 雑誌名

      J. Membrane Sci

      巻: 510 ページ: 131-140

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2016.01.057

    • 査読あり
  • [雑誌論文] QCM Sensing of Bisphenol A Using Molecularly Imprinted Hydrogel/Conducting Polymer Matrix2016

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, B. D. B. Tiu, A. Kawamura, R. C. Advincula, T. Miyata
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 48 ページ: 525-532

    • DOI

      10.1038/pj.2016.23

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Permeation and Separation Characteristics in Removal of Dilute Volatile Organic Compounds from Aqueous Solutions through Copolymer Membranes Consisted of Poly(styrene) and Poly(dimethylsiloxane) Containing a Hydrophobic Ionic Lquid by Pervaporation2016

    • 著者名/発表者名
      T, Uragami, Y. Matsuoka, T. Miyata
    • 雑誌名

      J. Membrane Sci.

      巻: 506 ページ: 109-118

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2016.01.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal of Dilute Benzene in Water through Ionic Liquid/Poly(vinyl chloride) Membrnes by Pervaporation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uragami, Y. Matsuoka, T. Miyata
    • 雑誌名

      J. Membrane Sci. Res.

      巻: 2 ページ: 20-25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動的架橋を利用した刺激応答性ゲルの設計と応用2016

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 雑誌名

      膜

      巻: 41 ページ: 226-232

  • [学会発表] 革新的膜工学のための新規な応答性膜システム材料の設計2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会(2017) ATPセッション「革新的膜工学の研究最前線」
    • 発表場所
      慶應義塾大学,東京
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Rational Rational Design of Stimuli-Responsive Gels Using Dynamic Crosslinks and Their Various Applications2017

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      11th International Gel Symposium (GelSympo 2017)
    • 発表場所
      Nihon University, Chiba, Japan
    • 年月日
      2017-03-07 – 2017-03-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光反応を利用した刺激応答性ポリマーの設計2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      第150回ラドテック研究会講演会
    • 発表場所
      東京理科大学,東京
    • 年月日
      2017-01-31 – 2017-01-31
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Stimuli-responsive Polymers with Photo-crosslinkable Groups for Cell Culture2016

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata, T. Noguchi, A. Matsuda, K.. Okuma, A. Kawamura
    • 学会等名
      The 11th SPSJ International Polymer Conference
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Rational Design of Stimuli-Responsive Polymeric Materials Using Photocrosslinking and Their Applications2016

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      RadTech Asia 2016
    • 発表場所
      Hilton Tokyo Odaiba, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rational Design of Stimuli-responsive Biomaterials Using Biomolecular Complex Crosslinks2016

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      2016 The 2nd International Symposium on Biointerface Science and Engineering
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taiwan
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Responsive Membrane Materials for Medical and Environmental Applications2016

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
    • 年月日
      2016-07-29 – 2016-07-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlled Drug Release from Self-Assemblies of Amphiphilic Liquid Crystalline Polymer That Undergo Phase Transition at Body Temperature2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Inoue, A. Kawamura, T. Miyata
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
    • 年月日
      2016-07-28 – 2016-07-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Photo-responsive Polymer Films with Photo-crosslinkable Moieties and Cell Culture on Their Surfaces2016

    • 著者名/発表者名
      T. Noguchi, A. Kawamura, T. Miyata
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
    • 年月日
      2016-07-28 – 2016-07-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Photo-Responsive Polymer Films with Homogeneously Dispersed Ag Nanoparticles and Their Patterning Properties2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tomotoshi, N. Akioka, A. Kawamura, T. Miyata
    • 学会等名
      The 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
    • 年月日
      2016-07-28 – 2016-07-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子間相互作用に着目した刺激応答性ゲルの設計と応用2016

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      日本材料学会 第90回高分子材料セミナー
    • 発表場所
      滋賀県立大学,滋賀
    • 年月日
      2016-07-01 – 2016-07-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子を利用した刺激応答性ゲルの設計と応用2016

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      日本学術振興会産学協力研究委員会第174委員会「分子ナノテクノロジー」第54 回研究会
    • 発表場所
      京都テルサ,京都
    • 年月日
      2016-06-03 – 2016-06-03
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的構造を利用した刺激応答性ゲルの設計と応用2016

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      日本膜学会第38年会
    • 発表場所
      早稲田大学,東京
    • 年月日
      2016-05-11 – 2016-05-11
    • 招待講演
  • [図書] 元素ブロック材料の創出と応用展開2016

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志,浦上 忠
    • 総ページ数
      265
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [産業財産権] 細胞培養用基材,その製造方法,および細胞培養用基材における物性の制御方法2016

    • 発明者名
      宮田隆志,河村暁文,松田安叶
    • 権利者名
      学校法人関西大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-093920
    • 出願年月日
      2016-05-09

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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