架橋反応を鍵としたミクロ相分離挙動の制御による非対称ラメラ構造の構築

以交联反应为关键控制微相分离行为构建不对称层状结构

• 批准号: 17J01057
• 负责人: 渡部 航大
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J01057/
• 关键词: ミクロ相分離; 非対称ラメラ; 架橋反応; ブロック共重合体; 小角X線散乱; 顕微鏡観察; エッチング技術; 小角中性子散乱; ミクロ相分離構造

昨年度中に「非対称ラメラ状のミクロ相分離構造構築」を達成する方法論確立、および論文作成に必要な大半のデータ収集を終えていたため、当該年度はより発展的な実験、新たな実験技術の習得、データ補完、および論文執筆へと注力した。本研究で提案する "相分離前の分子内架橋" によるアプローチでは、モデルブロック共重合体 (BCP) としてポリスチレン-block-ポリラクチド (PS-b-PLA) を選択し、架橋点を有する PS を大希釈条件下において分子内で反応させた後、重合開始点からラクチドを重合することで PS ドメインが分子内で架橋された PS-b-PLA (PS(cl)-b-PLA; PLA の重量分率 < 0.92) を合成した。昨年度までは、得られたラメラ構造の非対称度 (PLA ドメイン長 / PS ドメイン長) が最大で 3.4 倍であったが、当該年度は PS ブロックの架橋密度を大きくするという新規手法により非対称度を 4.1 倍まで上昇させることに成功した。非対称度をより大きくすることが本研究の重要課題であるため、本結果は提案する手法の価値を大きく向上させるものと言える。また、アメリカのペンシルベニア大学への短期留学(当該年度 6~8 月)にて学んだ実験技術を基に本研究で合成した PS(cl)-b-PLA のミクロ相分離膜エッチングを試み、シンクロトロン放射光を用いた斜入射小角 X 線散乱 (GISAXS) 測定および走査型電子顕微鏡 (SEM) によって確かに PLA ドメインが除去されたことを確認した。当初予定していた手法とは少々異なるアプローチを選択することとなったが、目的であった「非対称ラメラ状のミクロ相分離構造構築法の確立」は達成することができたため、当該研究は成功裏に終わったと言える。

In the middle of last year, the information system was separated from the production system, and the method was established, and most of the necessary information was written. This year, the exhibition was completed, the new technology was awarded, and the text was completed. In this study, we proposed that the molecular framework should be separated from each other before the separation of the molecular frame, the BCP, the BCP, the block-, the PS-b-PLA, the frame, the PS, the molecular weight, the concentration, the temperature, the temperature and the temperature. Coincident starting point: PS (cl)-b-PLA in the intramolecular framework of PS. PLA "weight fraction & lt; 0.92", "synthetic". Last year, we were able to obtain a maximum of 3.4 times the asymmetry (PLA

项目成果

Miniaturization of Microphase-Separated Structures via Intramolecular Cross-Linking of Polystyrene-b-Polylactides

通过聚苯乙烯-b-聚丙交酯分子内交联实现微相分离结构的微型化

• 发表时间: 2018
• 作者: Kodai Watanabe;Satoshi Katsuhara;Takuya Isono;Takuya Yamamoto;Kenji Tajima;Toshifumi Satoh
• 通讯作者: Toshifumi Satoh

Intramolecular cross-linking of poly(styrene-b-lactide)s for decreasing domain sizes in microphase-separated structures

聚苯乙烯-b-丙交酯的分子内交联可减小微相分离结构中的区域尺寸

• 发表时间: 2018
• 作者: Kodai Watanabe;Satoshi Katsuhara;Takuya Isono;Takuya Yamamoto;Kenji Tajima;Toshifumi Satoh
• 通讯作者: Toshifumi Satoh

Control over Molecular Architectures of Carbohydrate-Based Block Copolymers for Stretchable Electrical Memory Devices

• DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00874
• 发表时间: 2018-06
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: Chih‐Chien Hung;S. Nakahira;Yu‐Cheng Chiu;Takuya Isono;Hung‐Chin Wu;Kodai Watanabe;Y. Chiang;S. Takas

Downsizing feature of microphase-separated structures via intramolecular crosslinking of block copolymers

通过嵌段共聚物的分子内交联实现微相分离结构的小型化

• DOI: 10.1039/c8sc05016c
• 发表时间: 2019
• 期刊: Chemical Science
• 影响因子: 8.4
• 作者: Watanabe Kodai;Katsuhara Satoshi;Mamiya Hiroaki;Yamamoto Takuya;Tajima Kenji;Isono Takuya;Satoh Toshifumi
• 通讯作者: Satoh Toshifumi

Controlling Feature Size and Morphology of Microphase-Separated Structures via Intramolecular Cross-Linking of Block Copolymers

通过嵌段共聚物的分子内交联控制微相分离结构的特征尺寸和形态

• 发表时间: 2019
• 作者: Kodai Watanabe;Satoshi Katsuhara;Takuya Isono;Takuya Yamamoto;Kenji Tajima;Toshifumi Satoh
• 通讯作者: Toshifumi Satoh