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2017 Fiscal Year Annual Research Report

AFM observation of the dynamics of polymer blend monolayers

Research Project

Project/Area Number 15H03861
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

熊木 治郎  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (00500290)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords高分子の構造・物性 / 走査プローブ顕微鏡 / 高分子超薄膜 / ナノ材料 / 表面・界面物性
Outline of Annual Research Achievements

高分子ブレンド単分子膜中に可溶化させた分子鎖の運動を動的に観察することにより、単分子膜の動的な特性を明らかにすることを目的に検討を進めた。
[1. ブレンド単分子膜の運動挙動] 既にisotactic poly(methyl methacrylate) (it-PMMA)分子を少量、孤立鎖状態で、poly(n-nonyl acrylate)(PNA)、およびpoly(n-nonyl acrylate)(PBA)単分子膜に可溶化させたサンプルの高湿度下での運動挙動を検討し、PNA単分子膜中では、it-PMMA鎖が短時間で単分子粒子状に凝集するのに対して、PBA単分子膜中では、孤立鎖状態を維持したまま活発に運動することを見出している。本年度はその挙動の差が生じる原因について検討を行い、(1)PNA、PBA分子は、it-PMMAに比べてガラス転移温度が大幅に低いにも関わらず、疎水性が高いため、高湿度条件では、ほとんど運動していないこと、(2)従って、it-PMMAの運動挙動の差はマトリックス単分子膜の構造の差にあり、 PNAが水面上で密な凝集膜を形成するのに対して、PBAが膨張膜を形成し、膜の緻密さに差があるため、であることが明らかになった。
[2. 孤立鎖からのステレオコンプレックス形成挙動] it-PMMAとsyndiotactic (st) PMMAを少量、孤立鎖状態でPMMAオリゴマー単分子膜に可溶化させた単分子膜を圧縮すると孤立鎖状態からステレオコンプレックス(SC)が形成されることを既に見出している。本系についても検討した結果、(1)PMMAオリゴマー単分子膜中で、両ポリマーとも単分子膜に可溶化したまま運動可能であること、(2) SC形成過程を直接分子鎖レベルで動的に観察できること、が分かった。今後、詳細に検討することにより、SC形成過程を明らかにできるものと期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

アウトリーチ活動 (1)出前授業(参加者:50名)、青森県立青森南高等学校、2017年9月8日、(2)山形県立米沢東高等学校研究室見学(参加者:17名)、山形大学熊木研究室、2017年10月17日

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Molecular Combing of a Flexible Polymer Chain by Simple Spin Casting2018

    • Author(s)
      Chisato Shimanuki, Yuuma Matsuta, Ryo Fujita, Jiro Kumaki
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3 Pages: 3983-3990

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b00325

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 単分子膜を用いた高分子鎖構造の原子間力顕微鏡観察の進展2017

    • Author(s)
      熊木治郎
    • Journal Title

      高分子

      Volume: 66 Pages: 567-571

  • [Presentation] AFMを用いた高分子鎖構造の直接観察2018

    • Author(s)
      熊木治郎
    • Organizer
      平成29年度東海シンポジウム(高分子学会東海支部)
    • Invited
  • [Presentation] Visualization of Polymer Chain Structures in Two-Dimensional Films by Atomic Force Microscopy2018

    • Author(s)
      Jiro Kumaki
    • Organizer
      2018 Special Seminar Series (The University of Akron)
    • Invited
  • [Presentation] 基板上に展開するブレンド融液中の高分子孤立鎖のin-situ AFM観察2017

    • Author(s)
      渡邉康宏、熊木治郎
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
  • [Presentation] Visualization of Polymer Chain Structures in Two-Dimensional Films by Atomic Force Microscopy2017

    • Author(s)
      Jiro Kumaki
    • Organizer
      Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium (JTBPS 2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Polymer Chain Structures Observed by Atomic Force Microscopy2017

    • Author(s)
      Jiro Kumaki
    • Organizer
      Workshop: Recent Advances in Polymer Dynamics and Crystallization, University of Freiburg
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Crystallization Behavior of Polymer Langmuir Monolayers Observed by High-Resolution Atomic Force Microscopy2017

    • Author(s)
      Kenta Iwashima, Kenji Watanabe, Jiro Kumaki
    • Organizer
      International Discussion Meeting on Polymer Crystallization 2017 (IDMPC 2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 単分子膜を用いた高分子結晶の高分解能原子間力顕微鏡観察2017

    • Author(s)
      熊木治郎
    • Organizer
      第26回有機結晶シンポジウム(日本化学会有機結晶部会)
    • Invited
  • [Remarks] 山形大学 熊木研究室

    • URL

      http://kumaki-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html

  • [Remarks] 山形大学教員情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/html/100000173_ja.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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