2015 Fiscal Year Annual Research Report
低分子液晶ブルー相テンプレート法によるポリマーブラシ付与複合微粒子の結晶形成
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15H03866
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大野 工司 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00335217)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ポリマーブラシ / 液晶 / 微粒子 / コロイド / リビングラジカル重合 / コロイド結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は特に、液晶中にCPB付与複合微粒子を添加することにより、CPBの配向性が液晶分子の配向に与える影響やブラシの液晶との親和性と、微粒子が形成する高次構造との相関について考察することを目的とした。
具体的には、微粒子の分散溶媒として4-cyano-4'-pentylbiphenyl (5CB)を用い、様々な種類のポリマーブラシを付与したシリカ微粒子の分散状態を共焦点レーザースキャン顕微鏡(CLSM)で観察した。表面開始ATRPにより、シリカ微粒子上にpoly(methyl methacrylate) (PMMA)、側鎖にメソゲン基を有するポリマー(PCBMA)およびそれらの共重合体を付与した複合微粒子を合成した。複合微粒子の5CB分散液をガラスセルに入れ倒立型CLSMにより分散液を観察した。
CLSMによる観察の結果、PMMAブラシ付与複合微粒子がネットワークを形成している様子が観察された。PCBMAブラシ付与微粒子を用いた系において微粒子が凝集した。これらの系では微粒子表面のCPBと液晶との親和性が低く、CPBが十分に膨潤しなかったことから微粒子が凝集したことが示唆される。PMMAブラシとPCBMAブラシをグラフトした場合の凝集状態の相違は、ブラシの5CBとの親和性の影響が考えられる。一方で、P(MMA-r-CBMA)付与複合微粒子を用いた系では、大部分の粒子が液晶中に分散している様子が観察された。液晶分子がブラシ主鎖に沿ってCPB内に入り込むことで粒子表面に垂直配向し、そのため十分に膨潤したCPB間の立体斥力により、粒子の分散性が向上したものと推測できる。PCBMAブラシとP(MMA-r-CBMA)ブラシをグラフトした複合微粒子の液晶中での分散性の違いは、グラフト鎖内のシアノビフェニル残基の数密度が液晶分子の配向性および親和性に影響を与えたためだと考えられる。
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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
ポリマーブラシ付与複合微粒子の合成に関して構造パラメータ（コア粒径、グラフト鎖長、グラフトポリマーのモノマー組成比）を変えた一連のサンプルを調製し、それらのモデル液晶に対する分散性を系統的に評価することができ、複合微粒子の分散特性に関して基本的な知見を得ることができたため。これにより、複合微粒子と液晶の親和性に関してこれまでにない情報が得られたことも極めて意義深い。
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| Strategy for Future Research Activity |
おおむね順調に展開しており研究計画の変更は必要ない。今年度に確立した各種メソゲン含有ポリマーブラシ付与シリカ微粒子の精密合成技術を駆使すれば、次年度以降に要求される液晶内への特異的な分散性制御を達成できると期待できる。
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Research Products
(1 results)
