気水界面における高分子修飾微粒子膜の構造評価と界面固定化によるナノ材料の創製

空气-水界面聚合物改性颗粒膜的结构评估以及通过界面固定创建纳米材料

基本信息

批准号：
17750206
负责人：
毛利恵美子
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、様々な機能を付加した微粒子の開発が盛んに行われているが、これらの微粒子の付加価値を高める為には、微粒子から成る高次構造の構築が不可欠である。そこで、本研究では、特に気水界面における高分子グラフト微粒子が形成する2次元構造体(単粒子膜)の構造形成について調査した。昨年までの成果により、グラフト高分子としてポリメタクリル酸メチル(PMMA)用いた際には、その分子量によって単粒子膜構造が大きく変化し、粒子間距離の変化等からPMMA鎖が気水界面で比較的拡がった構造をとっていることが示唆されている。本年度は、この興味深い現象をより詳細に検討する為に、グラフトする高分子の種類を変化させ、高分子グラフト粒子膜の科学に関する一般性を追求した。その結果、メタクリレート系の高分子を粒子表面に導入した際には、PMMAの場合と同様な傾向が観察され、高分子鎖が気水界面で比較的拡がった構造をとることが示唆された。一方、ポリスチレンを粒子表面に導入した場合には、π-A等温線等の結果より、気水界面で高分子鎖がコンパクトな状態で存在していると推察された。表面に高分子鎖を持たない粒子系においては、粒子表面の親水性・疎水性が気水界面での粒子間の反発力を決定付ける大きな要因とされているが、上記の高分子修飾微粒子系においては、粒子間隔を決定している要因は、高分子鎖の拡がりであると考えられる。さらに、これらの高分子修飾微粒子からなる単粒子膜を材料とするため、モノマーを共展開し、気水界面上で光重合を行うことにより、配列構造を含む高分子フィルムの調製をおこなった。このように、本研究課題では、高分子グラフト微粒子の気水界面における構造の一般特性を明らかにするとともに、機能性材料の作成を試みた。

近年来，具有各种功能的细颗粒的发展已被广泛进行，但是为了增加这些细颗粒的附加值，必须构造由细颗粒组成的高阶结构。因此，在这项研究中，我们研究了由聚合物移植细胞在空气 - 水界面上形成的二维结构（单个颗粒膜）的结构。直到去年的结果表明，当使用甲基丙烯酸甲酯（PMMA）用作移植物聚合物时，单个颗粒膜的结构显着取决于分子量，并且颗粒间距离的变化表明，PMMA链的结构具有在空气湿接口处相对扩大的结构。为了更详细地检查这种有趣的现象，我们通过更改要嫁接的聚合物的类型来寻求聚合物接枝颗粒膜科学的一般性质。结果，当将甲基丙烯酸酯的聚合物引入颗粒表面时，观察到与PMMA相似的趋势，这表明聚合物链具有在空气水界面相对扩大的结构。另一方面，当聚苯乙烯被引入颗粒的表面时，据估计，基于π-A等温线的结果，聚合物链在空气 - 水界面处于紧凑状态。 In particle systems that do not have polymer chains on their surfaces, the hydrophilicity and hydrophobicity of the particle surface is considered to be a major factor in determining the repulsion force between particles at the air-water interface, but in the above-mentioned polymer-modified fine particle systems, it is thought that the factor determining the particle spacing is the spread of the polymer chain.此外，为了使用由这些聚合物修饰的微粒制成的单个颗粒膜作为材料，通过共同开发单体并在空气水界面上进行光聚合剂来制备包含布置结构的聚合物膜。因此，在这个研究主题中，我们试图阐明在空气水接口处聚合物移植细颗粒结构的一般特征，并创建功能材料。