末端間水素結合により配向制御させた複合高分子非線形光学材料に関する研究

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本研究では「ブロック共重合体」と「水素結合性ポリマーコンプレックス」の両者の特徴を生かした新規階層構造の構築法について検討した。ポリ2-ビニルピリジンとポリ4-ヒドロキシスチレンをコンプレックス形成能を持つ高分子対として用いることで、ブロック共重合体分子の会合を利用した新規階層構造構築に関する研究を行った。まず、AB/CDジブロック共重合体ブレンドの凝集構造について検討した。ブロック共重合体としてはポリイソプレン-block-ポリ2-ビニルピリジン(IP)とポリスチレン-block-ポリ4-ヒドロキシスチレン(SH)を用いた。組成分率が異なる2種類のIP/SHブロック共重合体のペアを合成し、それらのブレンドから現れるナノ相分離構造について構造観察を行った。その結果、P/H混合相が棒状及び平板状のミクロドメインとなり巨大な結合点の役割を果たした階層構造がTEM, SAXSにより確認された。次に、より複雑な構造構築を三元/二元で試みた。ブレンドに用いた高分子としては、両末端にP成分を有するPIPとSHを用いた。TEMによる凝集構造観察の結果、PIP/SHブロック共重合体ブレンドからは、PIP鎖がbridge型の配置をとって隣り合う混合相を連結することで、二元/二元とは異なったドメイン配置を取ることがわかった。得られた構造は、いずれもアルキメデスタイリングと呼ばれる二次元のタイリング様式で分類できる。以上、ブロック共重合体ブレンドに水素結合する成分を導入することで、分子間相互作用を用いた階層構造構築に関して新たな方法論を提案することができた。この手法は、異種のブロック共重合体を複合化し、ナノメーターオーダーの階層構造を構築させるための簡便な方法として有用である。得られた成果を三報の論文としてまとめた。また、関連研究である環状高分子のキャラクタリゼーションに関する論文も発表した。