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Entropy-Driven Self-Assembly of Soft Materials

软材料的熵驱动自组装

基本信息

批准号：
20K05623
负责人：
浅井誠
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

高分子グラフトナノ粒子（Polymer Grafted Nanoparticles: PGNPs）は、無機物であるナノ粒子を高分子バルクの中に固定化させることができるため、無機と有機物の利点を併せ持つ高機能性高分子材料として注目を集めている。特に、高分子バルク中でナノ粒子に秩序構造を持たせることで、さまざまな熱的・光学的特性を制御できることが示されてきた。しかも、PGNPsは、我々の先行研究において、ナノ粒子表面にグラフトされた高分子鎖の熱的な揺らぎによって、ナノ粒子間に複雑なエントロピー相互作用をもたらすことがわかっており、その相互作用を制御することで、多彩な秩序構造を形成する可能性が示されてきた。さらに、PGNPsは星型高分子とのアナロジーで、その濃縮系においてダイヤモンド構造を形成する可能性が考えられており、メタマテリアルとしても利用できる可能性がある。そこで2022年度は、PGNPSの凝集体であるPGNPs膜の構造を分子動力学シミュレーションを用いて調べた。その結果、ダイヤモンド構造の一つ手前のBCC構造を得ることができた。この結果は、分子動力学法で初めてPGNPsがBCC構造に相転移することを直接的に観測した初めての事例としてSoft Matter誌に掲載された。また、本結果はSoft Matter誌のFrontカバー論文として選出された（M. Ishiyama, M. Asai, et al., Soft Matter, Vol.18, 6318-6325 (2022)）。現在はさらにPGNPs膜を濃縮することで、ダイヤモンド構造を得られるかどうかを検証していている段階である。

Polymer Grafted Nanoparticles (PGNPs) are inorganic and inorganic substances, and particles are immobilized in polymers. They are inorganic and organic substances, and they are highly functional polymer materials. In particular, the polymer particles in the order of structure, such as heat, optical characteristics of the control, such as the display In the previous study of PGNPs and PGNPs, the possibility of the formation of polychromatic order structures was demonstrated by the interaction between particles and the interaction between particles. In addition, the possibility of star polymer formation and utilization in concentrated systems of PGNPs is discussed. In 2022, the structure of PGNPs and the molecular dynamics of PGNPs were studied. As a result, the BCC structure before the formation of the structure was obtained. The results are based on molecular dynamics analysis, which reveals that the PGNPs have a phase shift in BCC structures. The results of this paper are as follows: (1) The Soft Matter of the Front of the paper is selected by M. Ishiyama, M. Asai, et al., Soft Matter, Vol.18, 6318-6325 (2022)）。Now, PGNPs are concentrated in different stages of the membrane structure.