4成分5元ブロック共重合体による新規タイリング構造の構築

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ブロック・グラフト共重合体が凝集系で示す多彩なモルフォロジーのうち、メジャー成分が占めるマトリックス中でマイナー成分が作る二次元・三次元周期構造を研究対象としている。特に本研究では、マトリックス中に3種の異なるドメインを配置させる構造を実現するため、4成分5元共重合体を設計・調製して新規タイリング構造の構築を目指した。具体的にはAS1IS2P(A:poly4-vinylbenzyldimethylamine), S1, S2:polystyrene, I:polyisoprene, P:poly(2-vinylpyridine)型の5元共重合体を試料とし、S マトリックス中のA, I, P ドメインの配置状態を各成分の組成比を変える手法で制御した。試料の溶媒キャストフィルムの構造を透過型電子顕微鏡とX線小角散乱法を併用して観察した。両端鎖A, P 成分の長さが等しい場合、S1/S2 比が0.56,0.93, 1.94　の3種を親ポリマーとした。各々単体の時には、概ね周期タイリング構造が得られたが、2種のブレンドを作ると4配位、6配位の周期構造よりも5配位と6配位が混在した12回回転対称準結晶構造が出易くなることが判明した。これらの構造は△と□が混在するタイリングであり、その比はいずれも約2.3である。詳細な解析の結果、同じ比でも基底ベクトルの角度分布を見ると、4回対称、6回対称、12回対称の対称性が存在することが明らかになった。試料の分子量が約15万と大きいため、ここで得られた準周期構造のタイル辺の長さは約60nmであり、他の物質系と比べて格段に大きい。