環境調和型高分子の力学特性制御とデバイス展開

环保聚合物机械性能控制及器件开发

基本信息

批准号：
17J00917
负责人：
盛満裕真
金额：
$ 1.79万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

軽く強い材料として高分子/フィラー複合材料が着目されている。フィラーとの界面には吸着層と呼ばれるバルク高分子とは異なる運動性を示す領域が存在することが指摘されているが、その形成機構の知見は十分でない。我々はこれまでに固体界面へのDNA鎖の初期吸着過程を原子間力顕微鏡(AFM)観察に基づき評価し、DNA鎖は溶液中の持続長や回転半径を保持したまま固体に吸着すること、およびDNA鎖が十分に長い場合は、先行して部分的に吸着した鎖に、他の鎖が絡むことで吸着が促進される協同吸着が生じることを明らかにした。そこで本年度は、固体上におけるDNA鎖吸着層形成過程を視覚的に理解することを明らかにすることを目的とした。種々の制限酵素を用いることで、分子量の異なるDNA鎖を調製した。基板としてマイカを用い、DNA溶液を所定時間マウントし、超純水で洗浄した後、AFM観察に供した。長い鎖においては、所々で重なり合っている鎖が確認され、短い鎖においては、重なり合っている鎖は観察されにくかった。これは、DNA鎖が十分に長い場合は絡み合いを伴う協同吸着が進行し重なり合った状態で吸着すると考えることで説明できる。さらに吸着時間を増加させた場合は、界面を覆う吸着鎖の密度の増加が観測された。長い鎖においては、吸着層の厚さは均一ではなく、所々で周辺より厚い凝集体の形成が確認された。この凝集体の形成機構として、吸着した鎖同士の凝集と、新たな鎖が先行して吸着した鎖の間の空いているマイカ表面を縫うように吸着する機構(橋架け吸着)が存在すると考えられる。これらの凝集体は吸着時間の増加に伴い成長し、広く界面を覆った。短い鎖の場合は、凝集体の周りの吸着鎖が過疎化し、また凝集体の成長は比較的遅かった。これは、吸着した鎖同士の凝集は進行するものの、吸着点を十分に形成できないために、橋架け吸着が進行にしくいと考えることで説明できる。

聚合物/填充复合材料吸引着轻巧和强大的材料。有人指出，与填充剂的界面处有一个区域，其迁移率与称为吸附层的散装聚合物不同，但是对地层机制的了解还不够。我们已经根据原子力显微镜（AFM）观察评估了DNA链在固体界面上的初始吸附过程，并揭示了DNA链在固体上吸附到固体的同时，同时保留了溶液的长度，并且在溶液中的转动半径，并且如果DNA链的足够长，则在其他dna strand上进行了良好的影响，以前是其他范围内的，并且其他构成了其他范围内部的信息。链，促进吸附。因此，今年的目的是阐明对在固体上形成DNA链增强层的过程的视觉理解。通过使用各种限制酶制备不同分子量的DNA链。将云母用作底物，将DNA溶液安装在指定的时间段内，用超纯水洗涤，然后进行AFM观察。在长链中，到处都有重叠的链，在短链中，很难观察到重叠的链。可以通过考虑到DNA链足够长的时间来解释这一点，随着纠缠的进展和吸附发生在重叠状态下。当进一步增加吸附时间时，观察到覆盖界面的吸附链密度的增加。在长链中，吸附层的厚度并不均匀，在某些情况下，确认了比周围区域厚的聚集体的形成。据信，形成这些聚集体的机制是，存在一种机制（桥吸附），其中吸附链的聚集和一种机制（桥接吸附），其中新链吸附了预先吸附的链之间的开放云母表面。这些聚集体随着吸附时间的增加而生长，并广泛覆盖了界面。在短链的情况下，骨料周围的吸附链被减少，聚集体的生长相对较慢。这可以通过考虑到吸附链之间的聚集来解释，但吸附点不能充分形成，因此很难进行桥梁的吸附。