自己組織化を利用する新たな機能性ナノ複合材料の構築

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本研究の目的は、自己組織化を利用する手法により、温和な環境下で機能性の新規無機/有機複合材料を作製することである。生体では有機高分子の働きにより、無機物の形成が温和な環境で制御され、複雑な構造を持つ骨や貝殻が作られている。これらは形状が制御された無機ナノ結晶やナノ粒子と高分子の複合体であり、階層的な規則構造とナノレベルでの無機/有機複合化により、材料としての優れた特性を示す。本研究では有機高分子を固体基板や添加物として利用することで無機結晶や無機ナノ粒子の自己組織化を制御し、これまで作製できなかった高次の秩序構造を合成する。同時に多様な無機物や有機物に展開し、より高機能な材料を創成することを実験計画の具体的な目標とする。平成21年度の研究においては、新たな所属研究室において、シリカ粒子の集合構造に関する研究を行った。両親媒性ブロックコポリマーを利用し、液相中において自発的に一次元状に連結したシリカナノ粒子の集合体を作製した。また、これまでの炭酸カルシウムの研究で培った無機物とポリマーの相互作用とに関する知見を基に実験系を構築し、ポリマーの構造が、シリカ粒子の集合状態に与える影響を調べた。そして、ポリマーを利用して、基板上における粒子の凝集状態の制御も行った。以上の成果について学会発表を行った。また、前年度まで取り組んできた、高分子マトリクスと水溶性添加物の共同効果を利用して結晶成長を制御する研究についても、総説を含む論文を執筆し、招待公演を含む学会発表を行った。