機能性ドーパントを利用する導電性高分子の構造・機能制御

2014 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: 25102542
• 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): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ドーパント / 導電性高分子 / 微粒子 / 吸着 / 生体適合性 / 分散体 / コロイド

研究実績の概要

本研究では、硫酸基を有する高分子を機能性ドーパント（元素ブロック）として捉え、電荷中和剤としての機能に加え、コロイド分散安定化剤、構造・機能制御剤、有機・無機ハイブリッド化ビルディングブロックとしての機能を新たに導入し、機能性導電性高分子微粒子材料の合成に関する基本概念の構築を目的とする。平成26年度は、下記の通り「機能性ドーパントがドーピングされた導電性高分子微粒子の創出」および「導電性高分子微粒子の血管造影剤としての機能評価」について検討を行った。
平成25年度に合成した機能性高分子ドーパントの存在下でピロールの化学酸化重合を行うことで、ドーパントがドーピングされた導電性高分子微粒子の合成を行った。その結果、ドーパント由来の生体適合性、外部刺激応答性を生成導電性高分子微粒子に導入することに成功した。さらに、重合条件（ドーパントの分子構造・濃度等）が、生成粒子の構造・化学組成に与える影響を精査し、分散安定性に優れる導電性高分子微粒子の合成可能条件を明らかにした。
さらに、生体適合性高分子がドーピングされた導電性高分子微粒子の、血管造影剤としての機能評価を行った。その結果、生成導電性高分子は近赤外光（808 nm）を効率的に吸収することが明らかになり、光コヒーレンス造影剤として利用できることが明らかになった。さらに、マウスに対し導電性高分子微粒子の生理食塩水分散体を尾静脈注射し、光コヒーレンス画像の取得が可能であることを明らかにした。導電性高分子微粒子の血管造影剤としての機能評価は、連携研究者の小川美香子准教授（浜松医科大学）と連携して推進した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] シランカップリング剤処理層中の物理吸着分子の熱重量分析による定量 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村吉伸*，山﨑諒太，下嶋康平，嘉流 望，藤井秀司
  • 雑誌名: 日本接着学会誌 巻: 51 ページ: 42-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-setting Particle-stabilized Emulsion for Hard-tissue Engineering (2015)
  • 著者名/発表者名: *Y. Iwasaki, Y. Takahata, S. Fujii
  • 雑誌名: Colloids Surf. B: Biointerf. 巻: 126 ページ: 394-400
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2014.12.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH- and Temperature-responsive Aqueous Foams Stabilized by Hairy Latex Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: *S. Fujii, K. Akiyama, S. Nakayama, S. Hamasaki, S. Yusa, Y. Nakamura
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 11 ページ: 572-579
  • DOI: 10.1039/C4SM02236J
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Polypyrrole-platinum Nanocomposite-coated Latex Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, H. Hamasaki, Y. Harada, Y. Nakamura, *S. Fujii
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 239 ページ: 1483-1493
  • DOI: 10.1007/s00396-015-3534-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of Particle Charge, Hydrophobicity and Packing Density on the Forces and Physical Properties of a Particulate Monolayer at an Air/aqueous Interface (2015)
  • 著者名/発表者名: *C. E. McNamee, M. Kappl, S. Fujii, S. Yusa, Y. Azakami, H.-J. Butt
  • 雑誌名: Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2014.12.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hollow Microspheres Fabricated from Aqueous Bubbles Stabilized with Latex Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, K. Fukuhara, Y. Nakamura, *S. Fujii
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: doi.org/10.1246/cl.150161
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermo-Responsive Polypyrrole-Palladium Nanocomposite Particles Synthesized by Aqueous Chemical Oxidative Dispersion Polymerization (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, S. Wada, S. Yusa, S. Sakurai, Y. Nakamura, *S. Fujii
  • 雑誌名: J. Adh. Soc. Jpn. (Special Issue, WCARP-V) 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 定常直流電場下における平板電極間での油中マイクロ粒子の配列と周期運動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 亮太, *山本 大吾, 塩井 章久, 藤井 秀司，栗村 朋, 吉川 研一
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: 51 ページ: 823-827
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Mechanisms of Colloidal Self-assembly during Spin-coating (2014)
  • 著者名/発表者名: D. T. W. Toolan, S. Fujii, S. J. Ebbens, Y. Nakamura, *J. R. Howse
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 10 ページ: 8804-8812
  • DOI: 10.1039/c4sm01711k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stardust Interstellar Preliminary Examination IX: High-speed Interstellar Dust Analog Capture in Stardust Flight-spare Aerogel (2014)
  • 著者名/発表者名: *F. Postberg, J. K. Hillier, S. P. Armes, S. Bugiel, A. Butterworth, D. Dupin, L. A. Fielding, S. Fujii et al
  • 雑誌名: Meteor. Planet. Sci. 巻: 49 ページ: 1666-1679
  • DOI: 10.1111/maps.12173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pickering Emulsion Engineering: Fabrication of Materials with Multiple Cavities (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Eguchi, Y. Nakamura
  • 雑誌名: RSC Adv. 巻: 4 ページ: 32534-32537
  • DOI: 10.1039/c4ra04409f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Drying Dissipative Structures of Cationic Gel Spheres of Lightly Cross-linked Poly(2-vinylpyridine) in Deionized Aqueous Suspension (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Yamashita, Y. Nakamura, *T. Okubo
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 292 ページ: 2621-2631
  • DOI: 10.1007/s00396-014-3315-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colloidal Crystallization of Poly(n-butyl acrylate) Spheres in Deionized Aqueous Suspension and the Melting during Dryness (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Nakamura, A. Tsuchida, *T. Okubo
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 292 ページ: 2303-2310
  • DOI: 10.1007/s00396-014-3277-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Silane Layer Formed on Silica Particle Surfaces by Treatment with Silane Coupling Agents Having Various Functional Groups (2014)
  • 著者名/発表者名: *Y. Nakamura, R. Yamazaki, T. Fukuda, K. Shitajima, S. Fujii, M. Sasaki
  • 雑誌名: J. Adh. Sci. Tech. 巻: 28 ページ: 1895-1906
  • DOI: 10.1080/01694243.2014.926576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic Gel Crystals and Amorphous-solids of Lightly Cross-linked Poly(2-vinylpyridine) Spheres in the Deionized Aqueous Suspension (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, Y. Yamashita, Y. Nakamura, A. Tsuchida, *T. Okubo
  • 雑誌名: Colloid Polym. Sci. 巻: 292 ページ: 1627-1637
  • DOI: 10.1007/s00396-014-3228-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroless Nickel Plating on Polymer Particles (2014)
  • 著者名/発表者名: *S. Fujii, H. Hamasaki, H. Takeoka, T. Tsuruoka, K. Akamatsu, Y. Nakamura
  • 雑誌名: J. Colloid Interf. Sci. 巻: 430 ページ: 47-55
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2014.05.041
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2種類のシランカップリング剤混合系で表面処理した炭酸カルシウム充てんイソプレンゴムの力学特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎諒太，藤井秀司，*中村吉伸，永田員也
  • 雑誌名: 日本接着学会誌 巻: 50 ページ: 131-136
  • 査読あり
• [学会発表] 有機-無機同時析出化学酸化シード分散重合法によるポリピロール-白金ナノコンポジット被覆ポリスチレン粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡 拓昭, 濱崎 博行, 中村 吉伸, 藤井 秀司
  • 学会等名: 第18回高分子ミクロスフェア討論会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 無電解めっき法による金属被覆高分子微粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 濱崎博行, 竹岡拓昭, 鶴岡孝章, 赤松謙祐, 中村吉伸, 藤井秀司
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Polypyrrole-Platinum Nanocomposite Coating on Polystyrene Particles by Chemical Oxidative Seeded Dispersion Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, H. Hamasaki, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: 5th World Congress on Adhesion and Related Phenomena (WCARP-V)
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-11
• [学会発表] 水系化学酸化分散重合による温度応答性ポリピロール-パラジウムナノコンポジット粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡拓昭, 和田倭佳, 遊佐真一, 櫻井伸一, 藤井秀司, 中村吉伸
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] Synthesis of Polypyrrole-Platinum Nanocomposite-Coated Polystyrene Particles by Chemical Oxidative Seeded Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takeoka, H. Hamasaki, Y. Nakamura, S. Fujii
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] 温度応答性ナノコンポシットの粒子の創出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡拓昭，和田倭佳，遊佐真一，櫻井伸一，藤井 秀司，中村 吉伸
  • 学会等名: 第60回高分子研究発表会（神戸）・60周年記念講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [学会発表] Electroless nickel plating on polymer particles containing element block (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, H. Hamasaki, H. Takeoka, T. Tsuruoka, K. Akamatsu, Y. Nakamura
  • 学会等名: International symposium on polymeric materials based on element-blocks
  • 発表場所: 60th anniversary hall, Kyoto Institute of Technology
  • 年月日: 2014-05-31
• [学会発表] Analyses of nano-structures in new polymeric materials based on element-blocks by means of X-ray scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naka, S. Fujii, T. Miyata, I. Tomita, S. Sakurai
  • 学会等名: International symposium on polymeric materials based on element-blocks
  • 発表場所: 60th anniversary hall, Kyoto Institute of Technology
  • 年月日: 2014-05-31
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://www.oit.ac.jp/chem/cherry/4_lab/
• [産業財産権] コアシェル粒子混合物、接着剤、反応物の製造方法および積層体の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 藤井秀司、竹厚流、中村吉伸
  • 権利者名: 藤井秀司、竹厚流、中村吉伸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2015-0.31879
  • 出願年月日: 2015-02-20
• [産業財産権] 共重合体の製造方法 (2014)
  • 発明者名: 佐藤絵理子、堀邉英夫、藤井秀司、中村吉伸
  • 権利者名: 佐藤絵理子、堀邉英夫、藤井秀司、中村吉伸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-140367
  • 出願年月日: 2014-07-08