新規ナノ粒子表面修飾法の開発および新規(有機/無機)ナノハイブリッドの構築

新型纳米颗粒表面改性方法的开发和新型（有机/无机）纳米杂化物的构建

• 批准号: 03J07956
• 负责人: 松野 亮介
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J07956/
• 关键词: ナノ粒子; ナノハイブリッド; リビングラジカル重合; 酸化チタン; 水酸化アルミニウム; ポリマーブラシ; ポリスチレン; フラーレン; マグネタイト; ポリビニルピリジン

今年度は、主にルチル型酸化チタン(TiO_2)ナノ粒子(直径15,35nm)および擬ベーマイト型水酸化アルミニウム(直径37nm)ナノ粒子表面ヘリン酸基を介して固定化したリビングラジカル表面重合開始剤からスチレンを重合する新規な表面修飾をおこなった。開始剤とモノマーのモル比および加熱時間を変化させることにより数平均分子量が制御されたポリスチレンをナノ粒子表面へ重合することが可能であった。分子量分布は比較的狭い値であった。グラフト密度はおおよそ0.1chains/nm^2と比較的高密度であり、ポリマーブラシ構造が推定された。また、ハイブリッドフィルムを調整し、その物性を評価した。その結果、ポリスチレンをグラフトしたナノ粒子はポリスチレンマトリクスに対する親和性が向上したため未修飾のナノ粒子に比べてポリスチレンマトリクス中における分散性の向上が確認された。分散性の向上にともない、ポリスチレンをグラフトした酸化チタンをポリスチレンマトリクスへ添加したハイブリッドフィルムは可視光領域において高い透過率を保ったまま、酸化チタンの紫外線吸収特性を付与できることを明らかにした。また、動摩擦試験より、ハイブリッド薄膜はポリスチレン薄膜に比べ、動摩擦係数がゆるやかに上昇し、耐摩耗性の向上を明らかにした。さらに、ポリスチレンをグラフトした擬ベーマイト構造型の水酸化アルミニウムを含有したポリスチレンフィルムは、粒子の分散性が向上したため、少量の添加によりフィルムの熱分解温度を上昇させることが可能なことを明らかにした。

Our は, main に ル チ ル type acidification チ タ ン (TiO_2) ナ ノ particles (15, 35 nm in diameter) お よ び quasi ベ ー マ イ ト type water acidification ア ル ミ ニ ウ ム (37 nm in diameter) ナ ノ particle surface ヘ リ ン acid radical を interface し て immobilized し た リ ビ ン グ ラ ジ カ ル surface overlap start tonic か ら ス チ レ ン を overlap す る new rules な surface modification を お Youdaoplaceholder0 なった. Start tonic と モ ノ マ ー の モ ル than お よ び heating time を variations change さ せ る こ と に よ り number average molecular weight が suppression さ れ た ポ リ ス チ レ ン を ナ ノ particle surface へ overlap す る こ と が may で あ っ た. The narrow であった value of the molecular weight distribution であった comparison. グ ラ フ ト density は お お よ そ chains / 0.1 nm ^ 2 と more high-density で あ り, ポ リ マ ー ブ ラ シ tectonic が presumption さ れ た. Youdaoplaceholder0, ハ ブリッドフィ ブリッドフィ ムを ムを ムを adjust また, そ physical properties を review 価 た た. そ の results, ポ リ ス チ レ ン を グ ラ フ ト し た ナ ノ particle は ポ リ ス チ レ ン マ ト リ ク ス に す seaborne る affinity が upward し た た め undecorated の ナ に ノ particles than べ て ポ リ ス チ レ ン マ ト リ ク ス in に お け る dispersion の upward が confirm さ れ た. Dispersion の upward に と も な い, ポ リ ス チ レ ン を グ ラ フ ト し た acidification チ タ ン を ポ リ ス チ レ ン マ ト リ ク ス へ add し た ハ イ ブ リ ッ ド フ ィ ル ム は visible light field に お い て い high transmittance を bartender っ た ま ま, acidification チ タ ン の ultraviolet absorption 収 features を give で き る こ と を Ming ら か に し た. ま た, friction test よ り, ハ イ ブ リ ッ ド film は ポ リ ス チ レ ン film に than べ, friction coefficient が ゆ る や か に rise し, abrasion loss の を up Ming ら か に し た. さ ら に, ポ リ ス チ レ ン を グ ラ フ ト し た quasi ベ ー マ イ ト stereotype の water acidification ア ル ミ ニ ウ ム を contains し た ポ リ ス チ レ ン フ ィ ル ム の は, particle dispersion が upward し た た め, added a small amount of の に よ り フ ィ ル ム の thermal decomposition temperature rising を さ せ る こ と が may な こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

松野 亮介: "Polystyrene- and Poly(3-vinylpyridine)-Grafted Magnetite Nanoparticles Prepared through Surface-Initiated Nitroxide-Mediated Radical Polymerization"Macromolecules. (in press). (2004)

Ryosuke Matsuno：“通过表面引发的硝基氧介导的自由基聚合制备聚苯乙烯和聚（3-乙烯基吡啶）接枝磁铁矿纳米颗粒”（出版中）。

ポリマーブラシによる固体表面の精密構造制御

使用聚合物刷精确控制固体表面的结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: 化学 60(3)
• 作者: R.Matsuno et al.;松野 亮介ら
• 通讯作者: 松野 亮介ら

松野 亮介: "Control of Interfacial Structure and Properties of Magnetite Nanoparticle through Surface-Initiated Nitroxide-Mediated Radical Polymerization of Styrene and 3-Vinylpyridine"Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. (in press). (2004)

Ryosuke Matsuno：“通过表面引发的氮氧化物介导的苯乙烯和 3-乙烯基吡啶的自由基聚合控制磁铁矿纳米颗粒的界面结构和性能”Trans.Mater.Res.Soc.Jpn（出版中）。

Preparation and Properties of Polymer Hybrids Containing Nanoparticles with Controlled Interfacial Structure

界面结构可控纳米粒子聚合物杂化物的制备及性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. Vol.30
• 作者: Takahiro Akinaga;Shigekazu Yasutake;Sono Sasaki;Osami Sakata;Hideyuki Otsuka;Atsushi Takahara;R.Matsuno et al.;K.Miyamoto et al.;T.Akinaga et al.;N.Inoue et al.;K.Yamamoto et al.;K.Yamamoto et al.;R.Matsuno et al.
• 通讯作者: R.Matsuno et al.

Control of Interfacial Structure and Properties of Magnetite Nanoparticle through Surface-Initiated Nitroxide Mediated Radical Polymerization of Styrene and 3-Vinylpyridine

通过表面引发硝基氧介导的苯乙烯和 3-乙烯基吡啶自由基聚合控制磁铁矿纳米颗粒的界面结构和性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: Trans. Materials Research Society, Japan 29 (1)
• 作者: R.Matsuno;K.Yamamoto;H.Otsuka;A.Takahara
• 通讯作者: A.Takahara