光で時空間的に強制した高分子混合系の相分離ダイナミクスと新規材料の設計

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光で高分子混合系の相分離を時空間制御するために、下記の実験を行った。1)コンピュータ支援光照射法(Computer-Assisted Irradiation, CAI)を用い、Polystyrene/MMA混合溶液を365nmのUVを照射して、polystyreneの成分とpoly(methyl methacrylate)の成分を重合・架橋した。反応に伴って、相分離が起こり、形成されたモルフォロジーを共焦点レーザー顕微鏡で観察・解析を行った。時空間的に制御するためにコンピュータで設計した様々な光パターンを周期的に混合系に入射し、反応を誘起した。結果として、溶液系の場合では、MMAラジカルの寿命と光のON-OFFの周期との大小関係により、モルフォロジーの秩序性が決定されることがわかった。2)一方では、架橋反応によって引き起こされた弾性ひずみをMach-Zehnder干渉計で観測解析すると同時に、光照射過程にOFFの時間を導入することにより、モルフォロジーの規則性を低下することも見出した。3)Mach-Zehnder干渉計を用い、バルク状のpolystyrene/poly(vinyl methyl)ether(PS/PVME)のブレンドをCAI法により、405nmの紫外光を照射して、PS鎖の架橋により、相分離を引き起こした。照射光を周期的に施すと、周期により、ブレンドのモルフォロジーの規則性が変化するが、ある特定の照射周波数では、構造の周期分布がもっとも狭くなり、バルク状の反応誘起ひずみがモルフォロジーの秩序性に著しく影響を及ぼすことがわかった。