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ポリマーブラシを利用した親水性と撥水性が共存するパラドキシカル表面の構築

使用聚合物刷构建亲水性和拒水性共存的矛盾表面

基本信息

批准号：
22K14729
负责人：
佐藤知哉
金额：
$ 2万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、本研究課題の主目的であるポリマーブラシを利用したパラドキシカル表面の作製に向けた合成技術の開発とそれを利用したポリマーブラシ／コポリマーブラシの量産に取り組んだ。ゾル－ゲル法によりシリコン基板上に作製した重合開始層を起点とし、空気中でポリマーブラシの合成が可能な改良型原子移動ラジカル重合法（Paint-on法）を用いて各種親水性モノマー（メタクリル酸3-スルホプロピルカリウム、SPMK）、疎水性モノマー（アクリル酸 1H,1H,2H,2H-ヘプタデカフルオロデシル、HDFDA）の重合を検討した。また、合成した親水性／疎水性ポリマーブラシを起点としたPaint-on法によるコポリマーブラシの合成も試みた。今回用いる重合開始層は、疎水性であり水の接触角ヒステリシスも小さいことから、一定時間経過しポリマーブラシが合成され表面が親水化されないと水系の重合溶液は濡れ広がることができない。疎水性ポリマーブラシから親水性モノマーを重合する場合にも同様である。このため、予備検討として従来型の水系Paint-on法の重合溶液を用いてポリマーブラシ／コポリマーブラシの簡易合成を試みたところ、均質な表面を得ることはできなかった。この解決のために、従来型の水系Paint-on法重合溶液に低表面張力のエタノールを添加し重合を行ったところ、重合溶液は重合開始層や疎水性ポリマーブラシのいずれにもよく濡れ広がり、より均質なポリマーブラシ／コポリマーブラシが合成できた。本手法で合成したpolySPMKブラシの水接触角（WCA)は10°以下、polyHDFDAブラシのWCAは110°、poly(HDFDA-SPMK)コポリマーブラシのWCAは40~60°程度であった。以上の結果から、Paint-on法重合溶液の改良とそれを利用したポリマーブラシ／コポリマーブラシの合成に成功した。

This year, the main purpose of this research project is to use the surface of the したパラドキシカル surface to create The けたsynthetic technology is developed using the したポリマーブラシ／コポリマーブラシのにり组んだ. The ゾル-ゲル method is made of によりシリコン substrate, and the starting layer of the overlapped layer is made, It is possible to synthesize the new type of atomic movement in the sky using the improved atomic movement and overlap method. (Paint-on method) Use various hydrophilic モノマー (メタクリル acid 3 -スルホプロピルカリウム, SPMK), water-based モノマー (アクリル acid 1H, 1H, 2H, 2H-ヘプタデカフルオロデシル, HDFDA) の coincident を検した.また, synthetic hydrophilic / water-based ポリマーブラシをstarting point としたPaint-on method によるコポリマーブラシの synthesized みた. This time, I will use the いる overlap starting layer は, the water-based であり水のcontact angle ヒステリシスも小さいことから, and a certain amount of time passesしポリマーブラシがSynthetic されsurface がhydrophilic されないとwater-based のoverlapping solution は濡れ広がることができない. Water-based hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic hydrophilic.このため、prepared 検として従 came type のwater-based paint-on method のoverlapping solution をいてポリマーブラシ／コポリマーブラシの Simple synthesis of みたところ, homogeneous surface をget ることはできなかった.このsolved のために, 従来 type のwater-based paint-on method superposition solution にlow surface tension のエタノールをadded superposition を行ったところ, superposition solution The overlapping starting layer is the water-based ポリマーブラシのいずれにもよく濡れ広がり, よりhomogeneous なポリマーブラシ／コポリマーブラシが synthesized できた. In this method, the water contact angle (WCA) of polySPMK and polyHDFDA is less than 10°, and the water contact angle (WCA) of polyHDFDA is less than 10°. CA 110°, poly(HDFDA-SPMK) コポリマーブラシのWCA 40~60° degree であった. As a result of the above, the improvement of the paint-on method superposition solution and the synthesis of the modified paint-on solution using the したポリマーブラシ/コポリマーブラシの were successfully completed.