2017 Fiscal Year Annual Research Report
自由界面のトリガー効果に基づく高分子膜の増幅的変換プロセスの創出
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16H06355
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
関 隆広 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40163084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永野 修作 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40362264)
原 光生 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10631971)
川月 喜弘 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (60271201)
有光 晃二 東京理科大学, 理工学部先端化学科, 教授 (30293054)
増渕 雄一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40291281)
山本 哲也 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (40610027)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 自由界面 / 高分子薄膜 / 光配向制御 / 形態誘起 / モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高分子薄膜上への局所的なインクジェット塗布により、加熱あるいは光照射により、そこを起点として大きな物質移動が誘起されることを２年前に見出した。昨年度と同様に、この要因の解明のために、多種類の高分子薄膜と塗布する高分子を用いて検討を進めた。化学構造の要因のみならず、高分子の分子量依存性や、薄膜の架橋の程度、膜厚依存性の把握を行った。また、本研究の分担者である増渕教授と山本助教と共同して、物質移動の物理的モデルの構築を試みた。現在そのモデルの検証を進めている。
特に、アゾベンゼンを有する側鎖型高分子の薄膜は興味深い。別種の高分子をインクジェット塗布した場所から紫外光照射することで直ちにかつ速やかに物質移動が進行する特徴がある。この系にまず焦点をあてて検討を進めることとし、基礎的な物性把握のために紫外光照射前後での回転式レオメーターにて粘度変化の測定を行った。アゾベンゼンがトランス体の際にはスメクチック相となる温度にて紫外光照射によって等方相へと転移させると、けた違いに粘度が低下することを確認した。この粘度低下は、加熱によって熱的相転移を引き起こしたものほど大きくないことも分かった。昨年度に行ったTOF-SIMS観測から、表面に塗布した高分子がどこまで広がっているかの情報とともに、紫外光照射による粘度の低下により、表面張力の不均一性に起因するマランゴニ対流が物質移動の主因であると解釈した。
一方関連して、側鎖型高分子液晶の特性に関して、興味深い現象を本年度見出した。二種類のメソゲンをランダム共重合させた側鎖型高分子液晶は、各々のホモポリマーの熱的相転移よりも高温側にシフトし、ホモポリマーでは見られない高次のスメクチック相（例えばスメクチックE相）が発現することが分かった。高分子液晶化学として新たな知見として重要であり、現在この現象の系統的な理解を進めている。
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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
研究遂行上の支障はなく、、計画の変更や修正は考えていない。当初からの計画を進めるにあたって、その準備を確実に進め、実験結果を蓄積し、研究の方向性も得られつつある。来年度に期待する成果が得られていくものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
主要成果の論文発表が若干遅れ気味であるので、まずは紙上発表へ向けてまず全力を注ぐ。さらに、インクジェット部位からの物質移動に関しての物理モデルとの対応を進める。研究に伴って、いくつかの新たな知見も得られつつある。異種のメソゲンのランダムな混合によって、単一成分物質（ホモポリマー）よりも高度な組織化を起こすこと、さらには強く互いに偏析する物質をランダム共重合化することによる高度な組織化などの現象は、高分子液晶化学にとって新たな知見であるため、この現象の理解と応用へ向けた検討も同時に進めていく。
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