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ナノスケール電極界面における生分解性高分子の電場応答性と結晶成長性制御効果

纳米级电极界面可生物降解聚合物的电场响应和晶体生长控制效应

基本信息

批准号：
18750188
负责人：
杉田篤史
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ポリL乳酸(PLLA)における電界配向結晶化過程のメカニズムを解明することを目標として開始した。18年度の研究では、結晶成長過程における一次成長速度および二次成長速度の温度依存性の調査を実施し、配向結晶化には一次成長過程の段階で既に決定されており、更に陽極付近での高分子鎖と電場との相互作用が重要であることを確認した。この結果を踏まえ、19年度は陽極付近における分子構造、運動性についての理解を深めることを目標として原子力間顕微鏡(AFM)観測を行った。実験の結果、結晶成長の開始する直前に陽極付近では高分子鎖の移動があり、陽極近傍では高分子薄膜が削り取られたような窪み構造の形成されることを見出した。窪みの深さは数μm、窪みの幅は数十μm程度であった。このことは、陽極近傍でマクロスコピックな空間スケールで高分子鎖の移動の生じていることを示すものである。高分子鎖の移動は、高分子末端のカルボキシル基が陰イオン化し、陽極より引力的相互作用を受けたことによって駆動したものと考えている。高分子鎖の移動範囲内ですべての電圧降下が終了したものと仮定すると陽極付近にはおおよそ10MV/mという大きな静電場が印加されたことになる。高分子鎖が陽極に引きつけられた際、陽極付近に流動場が生じることが予想される。高分子鎖はこの流動場に沿って一軸配向するであろう。高分子鎖は配向することによりその構造的なポテンシャルエネルギーが低下するため、周囲の電場の影響を受けなかった部分よりも容易に結晶成長することができたのであろう。

This study is aimed at clarifying the crystallization process of PLLA in an electrically aligned state. The research conducted in 2018 confirmed the importance of the interaction between the primary growth rate and the secondary growth rate and the temperature dependence of the primary growth rate in the crystallization process and the phase of the alignment crystallization process. The results of this research are as follows: 19 years ago, the molecular structure and movement of the anode were closely understood, and the atomic force microscope (AFM) was used to measure the purpose. As a result, the formation of a polymer structure near the anode and the movement of the polymer lock near the anode were observed. The depth of the depression is several μm, and the amplitude of the depression is several tens of μm. The polymer lock is located in the vicinity of the anode. The polymer chain moves, the polymer chain moves. The voltage drop in the polymer lock moves within the range of 10MV/m. The polymer locks the anode and the anode near the flow field. The polymer locks the flow field along one axis. The polymer chain is easy to crystallize due to the influence of the electric field.