ポリマーテザードナノ粒子の自己集合を用いた高性能誘電特性材料の設計

2022年度は研究に用いるプログラムの拡張，及びパラメータ妥当性の確認を行った．具体的には，電荷の計算を含めた粗視化分子シミュレーション法において両親媒性分子をモデル化することで，電荷の違いによる凝集構造の差異について確認を行った．よって先行研究との比較を行うことで電荷が構造に与える影響について評価し，プログラムの妥当性を確認した．一方でナノコンポジット系におけるポリマーをグラフトしたポリマーテザードナノ粒子(PTNP)の分散，凝集を制御することは誘電率の制御において重要な課題となると予測される．よって本研究で用いるPTNPの性質について議論するため，グラフトポリマーがPTNP二量体へ与える影響についてシミュレーションを行った．検討パラメータはグラフトするポリマーの長さ，性質(親水性，疎水性)，グラフト密度である．その結果溶媒が水の場合において，PTNPの拡散はグラフトポリマーの疎水性に影響されることが明らかになった．つまり分散はPTNPにグラフトするポリマーの性質と溶媒の性質によって決定された．また，多量体のPTNPにおいては，グラフトポリマー同士の性質によってPTNP同士の凝集，分散が決定された．また，これらのグラフトポリマーは温度，圧力によって挙動が変化するため，それらのパラメータを制御することによってPTNPが構成する構造性質の制御が可能となる．これらの研究成果はPTNPの粒子間距離の制御及びナノセンサへの応用が可能であるとして論文ですでに発表されている．

2022年度は研究に用いるプログラムの拡張，及びパラメータ妥当性の確認を行った．具体的には，電荷の計算を含めた粗視化分子シミュレーション法において両親媒性分子をモデル化することで，電荷の違いによる凝集構造の差異について確認を行った．よって先行研究との比較を行うことで電荷が構造に与える影響について評価し，プログラムの妥当性を確認した．一方でナノコンポジット系におけるポリマーをグラフトしたポリマーテザードナノ粒子(PTNP)の分散，凝集を制御することは誘電率の制御において重要な課題となると予測される．よって本研究で用いるPTNPの性質について議論するため，グラフトポリマーがPTNP二量体へ与える影響についてシミュレーションを行った．検討パラメータはグラフトするポリマーの長さ，性質(親水性，疎水性)，グラフト密度である．その結果溶媒が水の場合において，PTNPの拡散はグラフトポリマーの疎水性に影響されることが明らかになった．つまり分散はPTNPにグラフトするポリマーの性質と溶媒の性質によって決定された．また，多量体のPTNPにおいては，グラフトポリマー同士の性質によってPTNP同士の凝集，分散が決定された．また，これらのグラフトポリマーは温度，圧力によって挙動が変化するため，それらのパラメータを制御することによってPTNPが構成する構造性質の制御が可能となる．これらの研究成果はPTNPの粒子間距離の制御及びナノセンサへの応用が可能であるとして論文ですでに発表されている．