リビング超分子重合を基盤技術とした分子性１次元コロイドの開発およびその物性研究

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本研究では、高分子化学と超分子化学の手法を駆使して長さが制御された単一分子幅の１次元コロイドを精密合成し、その物性を探究することを通じて、これまでのコロイド科学とは一線を画した『精密コロイド科学』とも呼ぶべき研究領域を開拓する。本研究で合成する１次元コロイドは、カーボンナノチューブや微小管などの従前の１次元コロイドとは異なり、その長さ、表面電荷の密度や分布、親水/疎水性、セグメント配列、持続長や曲率など、コロイドを特徴づける化学的・構造的なパラメータを自在に制御できることを大きな長所とする。得られた１次元コロイドの構造とその分散液の物性との相関を解明することによって、応募者が提案する『分子性１次元コロイド』の設計性の高さを示し、コロイド物性を分子論的にチューニングできることを実証する。今年度は超分子ポリマーのモノマー分子を合成した。モノマーの側鎖には共有結合によって重合が可能な官能基を導入した。このモノマーが，脂肪族炭化水素系溶媒中において自己集合し，１次元の超分子ポリマーを形成することを確認した。こうして得られた超分子ポリマーの溶液にラジカル開始剤を添加し，側鎖を重合することによって１次元超分子ポリマーを化学的に固定化した。得られた１次元超分子ポリマーは，クロロホルム等のハロゲン系有機溶媒中においても分解しないことを原子間力顕微鏡観察によって確認した。固定化前の超分子ポリマーは，ハロゲン系溶媒中でモノマーにまで解重合するため，この結果から，固定化によって超分子ポリマーが共有結合によって固定化されたことがわかった。