2015 Fiscal Year Annual Research Report
自己組織化機能に向けた全く新しいタイプのブロックコポリマー
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15H03816
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大内 誠 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90394874)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / 共重合体 / ブロック共重合 / 環状高分子 / 自己組織化 / リビング重合 / 配列 / グラフト共重合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
異なる高分子鎖をつなげたブロックコポリマー（BCP）は，両鎖間の界面エネルギーをできるだけ小さくするように自己組織化し，バルク，薄膜，溶液中でナノスケールの規則正しい相分離構造を形成する。シミュレーションによって熱力学的に安定な相分離構造を予測できるほどにその挙動は解明され，学問として成熟した感さえあるが，予測できるのは比較的単純な構造のBCPに限られる。また，形成される相分離構造を機能性材料に展開した例も報告されつつあるが，BCPの相分離構造が有するポテンシャルを十分に引き出せしているとは言い難い。本研究は，精密重合技術を駆使し，従来の理論を超えた自己組織化を誘導するためのニュータイプBCPを構築し，そこから機能性自己組織材料を創出することを目的とする。
具体的には研究者が独自に見出した環拡大重合をベースとして，環状鎖の側鎖がBCPである「環状ーブロックグラフト」，あるいはランダムにグラフト鎖を導入した「環状ーランダムグラフト」の構築を目指している。これらの筒状自己組織化による機能性材料の開発が目的となる。平成27年度は，他の重合開始点を有するモノマーやクリック反応が可能なアジド基に変換できるモノマーを設計し，その環拡大重合の制御に成功した。また，環拡大重合で問題になっていた環状鎖同士の融合を抑制する手法も見出した。
他にはBCPのつなぎ目修飾も検討している。重合にオリゴメリゼーションや配列制御を組み合わせによる手法，二種重合に働く二つの開始点と機能性部位を組み込んだ機能性ヘテロ二官能性開始剤による手法などに向けて研究に着手している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
環状鎖に糖を導入する手法を確立した。これにより，糖を含む「環状ーブロックグラフト」や「環状ーランダムグラフト」の合成が可能になると考えている。また，これまでにリビング重合系をベースとする配列制御手法をいくつか見出しており，これを用いて配列制御ユニットがつなぎ目に導入されたブロック共重合が合成できる準備が整っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
親水性セグメントとして糖，疎水性セグメントとしてポリスチレンをターゲットとし，「環状ーブロックグラフト」や「環状ーランダムグラフト」の構造を制御して，その自己組織化挙動を調べる。また，両親媒性環状ブロック共重合（親水性セグメントと疎水性セグメントが環状につながったブロック共重合体）の合成にも着手し，その集合構造について評価する。
配列の制御されたオリゴペプチドの両端にカチオン重合とラジカル重合の開始点を導入し，両重合を制御することで，Aセグメント，配列制御オリゴペプチド，Bセグメントからなるブロック共重合体を合成する。ペプチドセグメントが自己組織化挙動に与える影響，自己組織化後の界面構造での振舞いに焦点をあてて，研究を展開する。
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