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柴山充弘 原著論文 (2009年度)

Hiromitsu Kawada, Takuji Kume, Takuro Matsunaga, Hidetaka Iwai, Tomohiko Sano, and Mitsuhiro Shibayama
“Structure and Rheology of a Self-Standing Nanoemulsion”
Langmuir, Vol. 26, 2430-2437 (2010)
【概要】高圧乳化法によりナノメーターオーダーのオイルドロップレットからなるナノエマルションを作成した。このナノエマルションは溶質濃度が低いにもかかわらず流動性を持たない。小角中性子散乱で研究したところ、半径約17nmの球状粒子が規則構造をもっていた。また動的光散乱からは協同拡散も観測された。これらから非流動性は結晶様な微細構造に起因すると結論づけた。
Shyamal Kumar Kundu, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Effect of Salt Content on the Rheological Properties of Hydrogel Based on Oligomeric Electrolyte”
J. Phys. Chem. B, Vol. 114, 1541-1547 (2010)
【概要】電解質オリゴマーゲル化剤からなるハイドロゲルのゲルの堅さ、およびせん断破壊後のゲル回復挙動における塩の効果を動的光散乱とレオロジー測定により研究した。塩添加により、ゾルーゲル温度は上昇し、salting-in効果が観測された。その一方で、塩添加によりゲルは脆くなった。
Takuya Suzuki, Noboru Osaka, Hitoshi Endo, Mitsuhiro Shibayama, Yuko Ikeda, Hanako Asai, Norihito Higashitani, Yota Kokubo, and Shinzo Kohjiya
“Nonuniformity in Cross-Linked Natural Rubber as Revealed by Contrast-Variation Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 43, 1556-1563 (2010)
【概要】架橋天然ゴムの微細構造の架橋剤濃度依存性をコントラスト変調中性子散乱により研究した。架橋剤としてはジクミルペルオキシドを用いた。架橋ゴムを重水素化トルエンで膨潤することにより架橋不均一性を顕在化させ(膨潤可視化法)、不均一性ドメインの大きさや天然ゴムに含まれるタンパク質由来凝集構造の定量化を行った。
Noboru Osaka, Mitsuhiro Shibayama, Tatsuya Kikuchi, and Osamu Yamamuro
“Quasi-Elastic Neutron Scattering Study on Water and Polymer Dynamics in Thermo/Pressure Sensitive Polymer Solutions”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 12870-12876 (2009)
【概要】準弾性中性子散乱、動的光散乱を用いて、濃厚水溶液中におけるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)の水和状態を温度および圧力の関数として研究した。水の拡散係数は、PNIPAの下限臨界共溶温度(LCST)以下では、圧力と共に増大し、以上では、逆に圧力とともに低下した。これより、LCSTでの拡散係数の跳びは圧力と共に減少することが分かった。これらの知見をもとに水和の圧力依存性を議論した。
Koichi Mayumi, Michihiro Nagao, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Dynamics of Polyrotaxane Investigated by Neutron Spin Echo”
Physica B, Vol. 404, 2600-2602 (2009)
【概要】分子ネックレスとして知られるポリロタキサンのダイナミクスを中性子スピンエコー法により研究した。環状分子であるシクロデキストリンが包摂されることにより軸分子のポリエチレングリコールのダイナミクスが遅くなることを観測した。この現象を包摂による軸高分子のstiffeningで説明することができた。(柴山充弘、遠藤仁:中性子散乱実験)
Toshihiko Nishida, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Huan-jun Li, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Deformation Mechanism of Nanocomposite Gels Studied by Contrast Variation Small-angle Neutron Scattering”
PHYSICAL REVIEW E., Vol. 80, 030801-1 – 030801-4 (2009)
【概要】コントラスト変調中性子散乱法を初めて異方性散乱パターンの解析に応用し、ナノコンポジットゲルの変形機構の研究を行った。クレイおよび高分子鎖のそれぞれの部分散乱関数に加え、それらの交差項の部分散乱関数を評価した。その結果、延伸に伴って、クレイの配向、高分子の配向・延伸挙動が起こるだけでなく、クレイ表面に吸着した高分子鎖の剥離がナノコンポジットゲルの変形挙動に重要な役割をしていることが分かった。
Takuro Matsunaga, Takamasa Sakai, Yuki Akagi, Ung-il Chung, and Mitsuhiro Shibayama
“SANS and SLS Studies on Tetra-Arm PEG Gels in As-prepared and Swollen States”
Macromolecules, Vol. 42, 6245-6252 (2009)
【概要】非常に優れた力学物性をもつポリエチレングリコールからなるモデル高分子網目を調製し、その構造を小角中性子散乱により解析した。従来にない均一なゲル構造が観測され、膨潤によっても不均一性の発現はみられなかった。また、異なる分子量から調製したゲルの散乱関数に換算則が成立し、自己相似的構造であることが確認された。
Koichi Mayumi, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Hideaki Yokoyama, Michihiro Nagao, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Mechanically Interlocked Structure of Polyrotaxane Investigated by Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 6327-6329 (2009)
【概要】コントラスト変調中性子散乱法により、機械的にロックされたポリロタキサンの構造研究を行った。通常の水素化ポリエチレングリコール(h-PEG)に加え、重水素化PEG(d-PEG)を対象に、溶媒のh-DMSO/d-DMSOの組成を変化させ、軸高分子PEG、環状化合物シクロデキストリン のそれぞれの部分散乱関数を(CD)分離評価した。これにより、CDはPEG鎖上に均一に分布していることなどが分かった。(柴山充弘、遠藤仁:中性子散乱実験)
Shyamal Kumar Kundu, Shin Yagihara, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Microwave Dielectric Study of an Oligomeric Electrolyte Gelator by Time Domain Reflectometry”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 10112-10116 (2009)
【概要】オリゴマー性電解質ゲル化剤、poly[pyridinium-1,4-diyliminocarbonyl-1,4-phenylene-methylene chloride] (1-Cl)のダイナミクスをマイクロ波誘電測定により研究した。水分子の配向に関連しあt誘電分散および吸収スペクトルはCole-Cole式によって表すことができた。緩和強度の濃度依存性に不連続性が観察され、これがゲルの不均一性、相分離と関係があることが示唆された。
Mitsuhiro Shibayama, Takuro Matsunaga, and Michihiro Nagao
“Evaluation of Incoherent Scattering Intensity by Transmission and Sample Thickness”
J. Appl. Cryst., Vol. 42, 621-628 (2009)
【概要】水素含有化合物を含む試料の小角中性子散乱実験において常に問題となる非干渉性散乱強度の評価法を議論した。非干渉性散乱強度が多重散乱に起因することを理論的に導き、非干渉性散乱強度が試料厚みおよび透過率の関数として簡単に評価できることを示した。
Noboru Osaka,Hitoshi Endo, Toshihiko Nishida, Takuya Suzuki, Huan-jun Li, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Microphase Separation in Nanocomposite Gels”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 060801-1 – 060801-4 (2009)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミドとクレイからなるナノコンポジットの温度誘起ミクロ相分離をコントラスト変調小角中性子散乱(CV-SANS)と動的光散乱により研究した。CV-SANSにより、ミクロ相分離はポリマー相でのみ起こり、クレイの相対位置関係や配向には影響しないことなどがわかった。また。クレイ濃度により相分離の波長を制御できることが分かった。
Takuya Suzuki, Mitsuhiro Shibayama, Kazuhiro Hatano, and Masahiko Ishii
“[NCO]/[OH] and Acryl-polyol Concentration Dependence of the Gelation Process and the Microstructure Analysis of Polyurethane Resin by dynamic light scattering”
Polymer, Vol. 50, 2503-2509 (2009)
【概要】ポリウレタン樹脂のゲル化過程における[NCO]/[OH]およびアクリルポリオール依存性の研究を動的光散乱によって行った。その結果、ゾルゲル転移はサイトボンドパーコレーション理論で説明出来ること、散乱不均一性はゲル化点から徐々に増大すること、ゲル化点では[NCO]/[OH]比の増加に伴い協同拡散成分が増大することなどがわかった。
Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, and Mitsuhiro Shibayama
“Dynamics and Microstructure Analysis of N-Isopropylacrylamide/Silica Hybrid Gels”
Langmuir, Vol. 25, 8824-8832 (2009)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミドとシリカからなるハイブリッドゲルのゲル化過程と力学的性質の力学測定、動的光散乱、およびコントラスト変調小角中性子散乱により研究した。3つのことなるシリカ粒子を用いてハイブリッドゲルのゲル化機構を調べたところ、シリカ粒子の凝集とアクリルアミドのゲル化の競争的反応により、構造や力学的性質に顕著な差が現れた。
Soichiro Matsunaga, Takuro Matsunaga, Kunihiko Iwamoto,Taro Yamada, Mitsuhiro Shibayama, Maki Kawai, and Toshihide Kobayashi
“Visualization of Phospholipid Particle Fusion Induced by Duramycin”
Langmuir, Vol. 25, 8200-8207 (2009)
【概要】ナノメーターサイズのリン脂質粒子を走査型トンネル顕微鏡(STM)で可視化した。in situSTM観察により、8nm程度の個々の粒子が観測でい、DLSで求めた懸濁液中での粒径と比較した。その結果、STMによりナノメーターサイズのリン脂質粒子のin situ観察が可能であることが示された。
Yuko Ikeda, Norihito Higashitani, Kensuke Hijikata, Yota Kokubo, Yuichi Morita, Mitsuhiro Shibayama, Noboru Osaka, Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, and Shinzo Kohjiya
“Vulcanization: New Focus on a Traditional Technology by Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 2741-2748 (2009)
【概要】ゴム製造において最も重要な架橋構造の制御の研究を小角中性子散乱により行った。架橋剤や架橋助剤の分量によって生成するゴムの構造、特に不均質性がどのように変化するかを中性子散乱膨潤可視化法により詳しく解析し、それぞれの試薬の役割を解明した。
Mitsuhiro Shibayama
“Structure Investigation of Super-Tough Polymer Gels by Small-Angle Neutron Scattering”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 78, 041008-1 – 041008-7 (2009)
【概要】さまざまなタイプの高強力高分子ゲルの構造解析を小角中性子散乱によって行った。高強力ゲルに共通して見られる特徴として、ゲルに不可避的に現れる凍結した不均一性が殆どないことが小角散乱データの解析によって明らかとなった。これらの実験事実に基づき、構造と物性の相関について詳しく議論した。

伊藤耕三 原著論文(2009年度)

Koichi Mayumi, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Hideaki Yokoyama, Michihiro Nagao, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Mechanically Interlocked Structure of Polyrotaxane Investigated by Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 6327-6329 (2009)
【概要】コントラストバリエーション・中性子スピンエコー法を用いて、ポリロタキサンの溶液中での構造を明らかにした。ポリロタキサン中での環状分子の配置に関する詳細な情報が得られた。(柴山充弘、主として伊藤研の真弓皓一と柴山研究室の遠藤仁の共同研究)

松下裕秀 原著論文 (2009年度)

Katarzyna Dobrosielska, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Creation of Hierarchical Nanophase-Separated Structures via Supramacromolecular Self-Assembly from Two Asymmetric Block Copolymers with Short Interacting Sequences Giving Hydrogen Bonding Interaction”
Macromolecules, Vol. 43, 1101-1107 (2010)
【概要】非常に短いポリ(4-ヒドロキシスチレン)鎖(H)、ポリ(2-ビニルピリジン)鎖(P)を各々末端に持つポリスチレン(SH)とポリイソプレン(IP)を溶液状態で混合させ、溶媒キャストフィルムを得た。その構造を観察したところ、化学量論比を保った対称性のブレンドではきれいなラメラ構造を、非対称性のブレンドでは、シリンダー構造を示す事がわかった。両者とも末端鎖が水素結合した結果作るマイナー相が規則的に配列した階層構造になっている事も示された。(高野敦志:試料の調製、松下裕秀:凝集構造観察)
Jiro Suzuki, Atsushi Takano, Tetsuo Deguchi, and Yushu Matsushita
“Dimension of Ring Polymers in Bulk Studied by Monte-Carlo Simulation and Self-Consistent Theory”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 144902-144902 (2009)
【概要】バルク状態の環状高分子の拡がりをモンテカルロシミュレーションで検討。フローリの拡がりの指数νは分子量の増加に従って減少し、その極限値が1/3であることをシミュレーションから得た。また自己無憧着理論でν=1/3を証明した。この結果は従来の予測ν=2/5を書き換え、実験結果を説明する。
Katarzyna Dobrosielska, Sou Wakao, Jiro Suzuki, Kazutaka Noda, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Effect of Homopolymer Molecular Weight on Nanophase-Separated Structures of AB Block Copolymer/ C Homopolymer Blends with Hydrogen Bonding Interactions”
Macromolecules, Vol. 42, 7098-7102 (2009)
【概要】ポリスチレン(S)、ポリ(2ビニルピリジン)(P) から構成されるSP二元ブロック共重合体(S:P=8:2、M=151k)と分子量8k、14k、52kのポリ4ヒドロキシスチレン(H)からなる溶媒キャストフィルムの構造観察をし、比較を行った。分子量の大きなHホモポリマーをPブロックの28倍(重量)以上ブレンドしてもマクロ相分離を起こさなかった。通常では見られない相溶性、すなわち水素結合に起因する相溶性がこの要因であったと考えられる。

川口大輔 原著論文 (2009年度)

Daisuke Kawaguchi, Hiroyuki Nomura, Siti Sarah Abdul Rahman, Minako Nakayama, and Yushu Matsushita
“Spontaneous Appearance of Microdomains of Two Components at Poly(4-tert-butylstyrene-block-4-tert-butoxystyrene) Film Surfaces”
Macromolecules, Vol. 42, 8992-8997 (2009)
【概要】かさ高くて疎水性の官能基を側鎖に有するポリ(4-tert-ブチルスチレン-block-4-tert-ブトキシスチレン)をリビングアニオン重合法により調製し、その膜表面の構造をX線光電子分光測定および原子間力顕微鏡観察により評価した。ラメラ構造の繰り返し周期よりも十分に大きな膜厚においても、膜表面には両成分が自発的に析出し、ラメラ構造を呈した。ブトキシスチレン部位を加水分解することで、親水性―疎水性のナノパターンを形成できた。
Siti Sarah Abdul Rahman, Daisuke Kawaguchi, Daisaku Ito, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Phase Behavior of Poly(4-tert-butylstyrene-stat-4-tert- butoxystyrene)/polyisoprene Blends with Competitive Interactions”
J. Polym. Sci. Part B, Vol. 47, 2272-2280 (2009)
【概要】ポリ(4-tert-ブチルスチレン)とポリ(4-tert-ブトキシスチレン)からなるランダム共重合体とポリイソプレンの混合物が上限臨界相溶温度(UCST)と下限臨界相溶温度(LCST)の両方を併せ持つことを光学顕微鏡観察および小角中性子散乱により見出した。(柴山充弘、遠藤仁:小角中性子散乱測定協力)

井上正志 原著論文 (2009年度)

林千惠子,井上正志
“斜光法によるずり流動複屈折測定装置の製作”
Nihon Reoroji Gakkaishi, Vol. 37, 205-210 (2009)
【概要】斜光法を用いたずり流動下での動的複屈折と動的粘弾性の同時測定装置を開発した.ポリスチレン溶液とメルトに対して,応力光学則が成立することが確認できた.また,応力光学係数は,文献値と比較して妥当なものであった.装置の有用性を示すため,超分子による粘弾性体について測定を行った.部分的な周波数領域においてのみ応力光学則が成立し,超分子が単純なひも状構造体とみなせないことがわかった.(渡辺宏:応力光学則に関する議論)

田中文彦 原著論文 (2009年度)

Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, Françoise M. Winnik
“Competitive Hydrogen Bonds and Cononsolvency of Poly(N-isopropylacrylamide)s in Mixed Solvents of Water/Methanol”
Progr. Colloid Polym. Sci., Vol. 136, 1-8 (2009)
【概要】水溶性の感熱高分子ポリイソプロピルアクリルアミドPNIPAMはLCST型の相分離曲線を有し,32C付近でシャープなコイル-グロビュール転移を引起こすので,医学・薬学などに広範に応用されている.しかし,良溶媒であるメタノールの混合により平坦なLCST型の曇点曲線が急激に低温シフトし,メタノール組成の変化とともに再帰コイル-グロビュール-コイル転移を引起こす.このような「共貧溶媒性」は高分子の水和とメタノールの高分子鎖への水素結合が競合が生じること(競争的水素結合)が原因であることを実験・理論の比較により検証した.(四方俊幸:誘電緩和法による水和量の測定)
Rodolphe Obeid, Fumihiko Tanaka, and Françoise M. Winnik
“Heat-Induced Phase Transition and Crystallization of Hydrophobically End-Capped Poly(2-isopropyl-2-oxazoline)s in Water”
Macromolecules, Vol. 42, 5818-5828 (2009)
【概要】疎水基で両末端を修飾した新規テレケリック会合高分子Poly(2-isopropyl-2-oxazoline)を合成し,DSC測定で水溶液中の高分子のコンホメーション転移点と結晶融点を求めた.光散乱法でLCST相分離線を測定し,主鎖の水和状態との関係を実験・理論両面から解明した.テレケリックPNIPAMとは分子構造は相似であるが,溶液物性は全く異なることが分かった.

井上正志 原著論文 (2008年度)

信川省吾,浦川理,四方俊幸,井上正志
“部分ヒドロキシメチル化によるポリスチレンとシアノビフェニル液晶の相溶性の制御”材料, Vol. 58, 47-53 (2009)
【概要】部分ヒドロキシメチル化によるポリスチレンとシアノビフェニル液晶の相溶性について,偏光顕微鏡と赤外分光法により調べた.(四方俊幸:誘電緩和測定に関する議論、渡辺宏:液晶分子の配向緩和に関する議論)
Tadashi Inoue, Ryo Nakatsuji, Hiroshi Watanabe, and Yoshinobu Tsujii
“Effect of Surface Treatments on Viscoelastic Measurements of Thread-like Micellar Solutions”
J. Soc. Rheol. Japan , Vol. 36, 187-190 (2008)
【概要】レオメーターのガラス製ジグの表面を化学処理によって変化させ、表面状態とひも状ミセル水溶液の滑りについて調べ、表面処理が非線形粘弾性の測定に与える影響を明らかにした。(渡辺宏:表面とレオロジーに関する議論)

古賀 毅 原著論文 (2009年度)

Tsuyoshi Koga, Fumihiko Tanaka, and Isamu Kaneda
“Stress Growth in Transient Polymer Networks under Startup Shear Flow”
Progress in Colloid and Polymer Science, Vol. 136, 39-45 (2009)
【概要】テレケリック会合高分子が形成する物理架橋ネットワークにおける剪断開始流下での応力成長を非アフィン組み替え網目理論を用いて研究した.ブリッジ鎖の非線形伸長効果により歪硬化現象が起こることを示し,歪硬化が起こる臨界剪断速度を張力・伸長関係における非線形性を表すパラメータの関数として求めた.また,応力成長関数がストレスオーバーシュートを示す時間を剪断速度の関数として計算し,オーバーシュートは変形量が一定になる時間で起こることを示した.理論結果をHEUR(Hydrophobically modified Ethoxylated URethane)の水溶液の実験結果と比較し,両者がよく一致することを示した.詳細な比較の結果,低剪断速度では両者は定量的に一致するが,高剪断領域では,オーバーシュートを示す時間に2倍程度の差があることが分かった.この相違は,実験に用いたサンプルに含まれる短い(分子量が小さい)鎖の効果により説明できることが分かった.(古賀毅:理論計算,田中文彦:理論構築/研究全体の総括,金田勇:レオロジー実験)
Tsuyoshi Koga, Fumihiko Tanaka, Isamu Kaneda, and Françoise M. Winnik
“Stress Buildup under Start-Up Shear Flows in Self-Assembled Transient Networks of Telechelic Associating Polymers”
Langmuir, Vol. 25, 8626-8638 (2009)
【概要】テレケリック会合高分子水溶液中で形成されるネットワークにおける剪断開始流下での応力成長を非アフィン組み替え網目理論を用いて研究した.歪硬化やストレスオーバーシュート現象を,弾性的に有効な鎖の張力・伸長関係における非線形性との関係に注目して,詳しく研究した.歪硬化が起こる臨界剪断速度を張力・伸長関係における非線形性を表すパラメータの関数として求めた.また,応力成長関数がストレスオーバーシュートを示す時間を分子パラメータや剪断速度の関数として計算し,オーバーシュートは総変形量一定の条件で起こることを示した.第1,第2法線応力差の時間発展も数値計算により研究し,オーバーシュート,アンダーシュート,符号反転を示すことを見い出した.これらの理論結果をHEUR(Hydrophobically modified Ethoxylated URethane)の水溶液の実験結果と比較し,両者がよく一致することを示した.(古賀毅:理論計算,田中文彦:理論構築/研究全体の総括,金田勇:レオロジー実験)

野呂篤史 原著論文 (2009年度)

Atsushi Noro, Hajime Yamagishi, and Yushu Matsushita
“Thermoreversible Morphology Transition from Block-Type Supramacromolecules via Hydrogen Bonding in an Ionic Liquid”
Macromolecules, Vol. 42, 6335-6338 (2009)
【概要】水素結合性リンカーとして末端に13個の4ヒドロキシスチレンユニットを有するポリ(3,4,5トリメトキシスチレン)と、末端に15個の2ビニルピリジンユニットを有するポリ(アクリル酸n-ブチル)とを1:1となるようにイオン液体中でブレンドした。得られたイオン液体溶液を昇温しながら小角X線散乱測定を行った。その結果低温(30℃)ではラメラ状のナノ相分離構造に由来する散乱ピークが見られたが、温度を上げていくにつれてピークが消失した。しかし冷却することでピークが再出現し、ナノ相分離構造を再形成することが分かった。
Atsushi Noro, Yushu Matsushita, and Timothy P. Lodge
“Gelation Mechanism of Thermoreversible Supramacromolecular Ion Gels via Hydrogen Bonding”
Macromolecules, Vol. 42, 5802-5810 (2009)
【概要】ポリ(4ヒドロキシスチレン)の重量分率を変化させることで、ポリ(2ビニルピリジン)-ポリ(アクリル酸エチル)-ポリ(2ビニルピリジン)ABAトリブロック共重合体とポリ(4ヒドロキシスチレン)とイオン液体からなる水素結合性超分子イオンゲルを調製し、そのゲル化機構を探った。さらにポリ(2ビニルピリジン)-ポリ(アクリル酸エチル)ABジブロック共重合体とポリ(4ヒドロキシスチレン)とをイオン液体中で溶解させ、上記の場合との比較も行った。

渡辺 宏 原著論文 (2009年度)

Xiuying Qiao, Wei Li, Hiroshi Watanabe, Kang Sun, and Xiaodong Chen
“Rheological Behavior of Biocomposites of Silk Fibroin Fiber and Poly (ε-caprolactone) : Effect of Fiber Network”
J. Polym. Sci. B: Polym. Phys., Vol. 47, 1957-1970 (2009)
【概要】絹繊維を充填したポリ(ε-カプロラクトン)の溶融レオロジー挙動が、絹繊維のベンディングに支配されていることを実験・理論の両面から示し、このベンディングが固体状態の複合体の力学強度を決定することも明らかにした。
Yumi Matsumiya, Tadashi Inoue, Tomohito Iwashige, and Hiroshi Watanabe
“Dielectric Relaxation of Polymer/Carbon Dioxide Systems”
Macromolecules, Vol. 42, 4712-4718 (2009)
【概要】加圧下の二酸化炭素が高分子に与える効果は通常の可塑化効果に近いが、セグメントダイナミクスのブロードニングをもたらさないという意味においては、特異的であることを見出し、この特異性が二酸化炭素の高い運動性に由来することを示した。
Takashi Uneyama, Yuichi Masubuchi, Kazushi Horio, Yumi Matsumiya, Hiroshi Watanabe, Jai A. Pathak, and C. Michael Roland
“Theoretical Analysis of Rheodielectric Response of Type-A Polymer Chains”
J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., Vol. 47, 1039-1057 (2009)
【概要】ずり流動下のA型高分子鎖がずり勾配方向に示す誘電緩和に対して Green-Kubo 表式を検討し、少なくともずり速度の2次項まではこの表式が成立することを見出した。

金田勇 原著論文 (2009年度)

Isamu Kaneda and Yuji Onodera
“Consistency Change of Succinoglycan Aqueous Sodium Chloride Solution during Cooling Process”
Nihon Reoroji Gakkaishi, Vol. 37 (3), 167-172 (2009)
【概要】サクシノグリカンは二重らせん構造を持つ水溶性多糖類である。サクシノグリカンの準濃厚溶液はstructured fluidと呼ばれるレオロジー特性を示す。本論文ではサクシノグリカンのレオロジー特性に対するNaClの影響を調べた。NaClによりらせん構造が解離・再生する臨界温度が高温側にシフトし、低温でのコンシステンシーが上昇した。これらの結果からstructured fluidに存在するメゾスコピックスケールの構造形成に塩が強く影響を及ぼすことが明らかになった。

柴山充弘 原著論文 (2008年度)

Takuro Matsunaga, Takamasa Sakai, Yuki Akagi, Ung-il Chung, and Mitsuhiro Shibayama
“Structure Characterization of Tetra-PEG Gel by Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 1344-1351 (2009)
【概要】4つの枝ポリマーをもつテトラポリエチレングリコール(Tetra-PEG)からなるゲルの構造を小角中性子散乱により、おこなった。このゲルは、調製が容易なうえ、生体適合性があり、かつ力学的にも非常に強いハイドロゲルである。散乱による研究の結果、このゲルは非常に均一なダイアモンド格子状の構造をもつゲルであり、優れた力学特性はこの構造に由来することがわかった。
Norihiro Inomoto, Noboru Osaka, Takuya Suzuki, Urara Hasegawa, Yayoi Ozawa, Hitoshi Endo, Kazunari Akiyoshi, and Mitsuhiro Shibayama
“Interaction of Nanogel with Cyclodextrin or Protein: Study by Dynamic Light Scattering and Small-angle Neutron Scattering”
Polymer, Vol. 50, 541-546 (2009)
【概要】コレステロール担持プルランからなるハイドロゲルナノ粒子の構造を動的光散乱と中性子散乱により研究した。その結果、ナノゲルはシクロデキストリン添加により解離する、ナノゲルは分子シャペロン機能を持つ、などのことが明らかとなった。
Shyamal Kumar Kundu, Noboru Osaka, Takuro Matsunaga, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Structural Characterization of Ionic Gelator Studied by Dynamic Light Scattering and Small Angle Neutron Scattering”
J. Phys. Chem. B, Vol. 112, 16469-16477 (2008)
【概要】電解質オリゴマーからなるゲル化剤1-Clの構造を動的/静的光散乱(DLS/SLS)および中性子散乱(SANS)により、温度・濃度の関数として研究した。また、DLSからはゲル点が散乱強度の大きな揺らぎとして、また相関関数の巾状挙動として捉えられた。さらに、ゾルーゲル転移には大きなヒステリシスがあることがわかった。
Takuya Suzuki, Takeshi Karino, Fumiyoshi Ikkai, and Mitsuhiro Shibayama
“pH Dependence of Macroscopic Swelling and Microscopic Structures for Therm/pH Sensitive Gels Having Different Charge Distribution”
Macromolecules, Vol. 41, 9882-9889 (2008)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)とアクリル酸(AAc)からなる3種のハイドロゲル、すなわち両者がモノマー単位でランダム共重合したゲル、ポリアクリル酸(PAAc)が光重合によりNIPAモノマーと共重合したゲル、PAAcが物理的にNIPAゲルにトラップされたゲル、の構造のpH依存性を膨潤実験および小角中性子散乱により研究した。これらのゲルの間に明白な構造の違い、膨潤挙動の違いが観察された。
Shyamal Kumar Kundu, Takuro Matsunaga, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Rheological Study on Rapid Recovery of Hydrogel Based on Oligomeric Electrolyte”
J. Phys. Chem. B, Vol. 112, 11537-11541 (2008)
【概要】電解質オリゴマーからなる、ゲル化剤1-Clのゲル化能をレオロジー測定により研究した。ゼラチンや従来の低分子ゲル化剤と比較して、非常に速いゲル回復特性を持っていることがわかった。これは、塩素イオンを介在した水素結合成形によるものと推定した。
Koichi Mayumi, Noboru Osaka, Hitoshi Endo, Hideaki Yokoyama, Yasuhiro Sakai, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Concentration-Induced Conformational Change in Linear Polymer
Threaded into Cyclic Molecules”
Macromolecules, Vol. 41, 6480-6485 (2008)
【概要】シクロデキストリン(CD)環状分子にポリエチレングリコール(PEG)を貫通して得られるポリロタキサンのDMSO溶液のコンフォメーションを小角中性子散乱により濃度の関数として評価した。ポリロタキサン濃度が上昇するにつれ、持続長が減少した。一方、PEGのそれは変化しなかった。その理由として、CD分子がPEG上を速い速度で動き回っていると推論した。
Hitoshi Endo, Sho Miyazaki, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Structure of Nanocomposite Hydrogel Investigated by Means of Contrast Variation Small Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 41, 5406-5411 (2008)
【概要】高分子とクレイとからなる有機―無機ナノコンポジットゲルの構造解析に精緻なコントラスト変調法を適用し、散乱関数を成分に分解した。その結果、クレイ表面に高分子の吸着層が存在すること、クレイが2次元架橋面として働いていることがわかった。
Takamasa Sakai, Takuro Matsunaga, Yuji Yamamoto, Chika Ito, Ryo Yoshida, Shigeki Suzuki, Nobuo Sasaki, Mitsuhiro Shibayama, and Ung-il Chung
“Design and Fabrication of a High-Strength Hydrogel with Ideally Homogeneous Network Structure from Tetrahedron-like Macromonomers”
Macromolecules, Vol. 41, 5379-5384 (2008)
【概要】新規ハイドロゲルとして、4つのポリエチレングリコール鎖からなる星形高分子をユニットとするテトラPEGゲルを調製した。このゲルは驚異的な圧縮強度を持ち、生体適合性もあり、構造も均一であることから、そのゲル化過程、力学挙動などを調べたところ、殆ど架橋不均一性を持たないゲルであることが分かった。(日経産業新聞(2008.9.22)に掲載)
Noboru Osaka, Shin-ichi Tanaka, Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, and Mitsuhiro Shibayama
“Comparison of Heat- and Pressure-Induced Gelation of β-Lactoglobulin Aqueous Solutions Studied by Small-angle Neutron and Dynamic Light Scattering”
Polymer, Vol. 49, 2957-2963 (2008)
【概要】ベータラクトグロブリン水溶液の熱および圧誘起ゲル化を小角中性子散乱および動的光散乱により研究した。熱誘起ゲル化では急激にゲル化が進行し、折りたたみがほぐれたタンパク質分子が密に詰まって凝集構造を形成すこと、一方、圧誘起ゲルでは、ゲル化が徐々に進行し、ベータラクトグロブリンの一次構造体がフラクタル構造を形成することがわかった。(Noboru Osaka, Shin-ichi Tanaka, Takuya Suzuki, Hitoshi Endo:実験)
Lucile Abad, Satoshi Okabe, Mitsuhiro Shibayama, Hisaaki Kudo, Seiichi Saiki, Charito Aranilla, Lorna Relleve, and Alumanda de la Rosa
“Comparative Studies on the Conformational Change and Aggregation Behavior of Irradiated Carrageenans and Agar by Dynamic Light Scattering”
Int. J. Biol. Macromol., Vol. 42, 55-61 (2008)
【概要】ガンマ線照射によるカッパ、イオタ、ラムダカラギーナン、およびアガーのコンフォメーション変化および凝集挙動を動的光散乱により研究した。いずれもガンマ線照射により、分子鎖切断が起こり低分子量化した。カッパ、イオタカラギーナンは100kGy照射まででコイルへリックス転移を示した。また、温度上昇による凝集化はラムダ>カッパ>イオタカラギーナンの順であった。
Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, and Mitsuhiro Shibayama
“Analysis of Surface Structure and Hydrogen/deuterium Exchange of Colloidal Silica Suspension by Contrast-variation Small-angle Neutron Scattering”
Langmuir, Vol. 24, 4537-4543 (2008)
【概要】コントラスト変調小角中性子散乱によりサイズの異なる3種のシリカ粒子の表面構造を決定した。粒子径が小さくなるほど軽水素/重水素置換する表面シラノール基濃度が増大することがわかった。この研究は粒子充填系高分子材料の物性、とくに力学物性を左右する表面構造について重要な知見を与えるものである。

田中文彦 原著論文 (2008年度)

Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, Hiroyuki Kojima, and Françoise M. Winnik
“Temperature- and Tension-Induced Coil−Globule Transition of Poly(N-isopropylacrylamide) Chains in Water and Mixed Solvent of Water/Methanol”
Macromolecules, Vol. 42, 1321-1330 (2009)
【概要】水溶性の感熱高分子であるポリイソプロピルアクリルアミド(PNIPAM)水溶液は,31℃付近で20 wt%程度まで分子量に依存しない平坦なLCST型の曇点曲線を持つ.狭い温度領域で透過度が急激に減少するのは高分子のシャープなコイル-グロビュール転移が起こることと結びつき感熱性の発現機構と関係している.PNIPAMの感熱性の物理的原因は永く謎であったが,我々は最近水和の協同性に由来する束縛水の集団(脱)水和によることを指摘し,高分子の協同水和理論を構築して特異なLCST現象を説明するのに成功した.スピノダル線も希薄領域を除いて曇点曲線と同様に平坦な線になり,溶液を加熱してスピノダル線内側の不安定領域に入れても数百nmスケールの微粒子が形成されるだけで相分離には至らない.メソグロビュールと呼ばれるこのような微粒子はポリマーの凝集体からなり,内部はガラス状態に近い高密度(80%wt程度)と推定される.このようなPNIPAM水溶液にメタノールを混合すると,メタノールはPNIPAMの良溶媒であるにも拘わらず鎖の収縮,ゲルの相転移,相分離の誘起などの貧溶媒性を示す.良溶媒を2種混合すると貧溶媒になる現象は「共貧溶媒性}」(cononsolvency)と呼ばれる.水/メタノール系ではメタノールのモル分率が0.35あたりで貧溶媒性が顕著であり,メタノール過多領域では本来の良溶媒性を回復する.このような奇妙な振舞いは,水分子とメタノール分子の高分子鎖への競争的水素結合吸着が原因であり,競合が最も激しくなる溶媒組成で水分子とメタノール分子を合わせた総吸着量(水素結合数) が最小になるためであることを,理論モデルと実験との比較により推論した .
Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, and Françoise M Winnik
“Temperature-Responsive Polymers in Mixed Solvents: Competitive Hydrogen Bonds Cause Cononsolvency”
Physical Review Letters, Vol. 101, 028302-1 – 028302-4 (2008)
【概要】水溶性の感熱高分子であるポリイソプロピルアクリルアミド(PNIPAM)水溶液は,31℃付近で20 wt%程度まで分子量に依存しない平坦なLCST型の曇点曲線を持つ.狭い温度領域で透過度が急激に減少するのは高分子のシャープなコイル-グロビュール転移が起こることと結びつき感熱性の発現機構と関係している.PNIPAMの感熱性の物理的原因は永く謎であったが,我々は最近水和の協同性に由来する束縛水の集団(脱)水和によることを指摘し,高分子の協同水和理論を構築して特異なLCST現象を説明するのに成功した.スピノダル線も希薄領域を除いて曇点曲線と同様に平坦な線になり,溶液を加熱してスピノダル線内側の不安定領域に入れても数百nmスケールの微粒子が形成されるだけで相分離には至らない.メソグロビュールと呼ばれるこのような微粒子はポリマーの凝集体からなり,内部はガラス状態に近い高密度(80%wt程度)と推定される.このようなPNIPAM水溶液にメタノールを混合すると,メタノールはPNIPAMの良溶媒であるにも拘わらず鎖の収縮,ゲルの相転移,相分離の誘起などの貧溶媒性を示す.良溶媒を2種混合すると貧溶媒になる現象は「共貧溶媒性}」(cononsolvency)と呼ばれる.水/メタノール系ではメタノールのモル分率が0.35あたりで貧溶媒性が顕著であり,メタノール過多領域では本来の良溶媒性を回復する.このような奇妙な振舞いは,水分子とメタノール分子の高分子鎖への競争的水素結合吸着が原因であり,競合が最も激しくなる溶媒組成で水分子とメタノール分子を合わせた総吸着量(水素結合数) が最小になるためであることを,理論モデルと実験との比較により推論した .

高野敦志 原著論文 (2008年度) 

Atsushi Takano, Yutaka Ohta, Yuuki Kushida, Keisuke Masuoka, and Yushu Matsushita
“The Second Virial Coefficients of Highly-purified Ring Polystyrenes in Cyclohexane”
Polymer, Vol. 50, 1300-1303 (2009)
【概要】分子量1.6万から57万の4種類の高純度環状ポリスチレンのシクロヘキサン溶液中、27.0–34.5oCにおける光散乱測定により、第2ビリヤル係数(A2)を評価したところ、線状ポリスチレンのA2=0となる温度、すなわち34.5 oCではいずれの試料ともA2は正の値を示すことが確認された。また、これらの環状ポリスチレンは27.7 oCでA2=0になることがわかった。この結果は、トポロジカル相互作用を考慮することにより説明できる。
Yutaka Ohta, Yuuki Kushida, Yushu Matsushita, and Atsushi Takano
“SEC-MALS Characterization of Cyclization Reaction Products: Formation of Knotted Ring Polymer”
Polymer, Vol. 50, 1297-1299 (2009)
【概要】分子量4.7万、ならびに38万のテレケリックポリスチレンを良溶媒中、ならびに貧溶媒中で末端カップリングすることにより得られた環状高分子を多角度光散乱装置接続のサイズ排除クロマトグラフィーにより分析した。その結果、低分子量ポリマー(4.7万)の2種類の溶媒中で生成した環状高分子は同じ回転半径を有しているのに対し、38万の高分子量ポリマーからの2種類の環状高分子は異なる回転半径を有していることが確認され、貧溶媒中では分子内絡み目を有する環状高分子が生成していることが示唆された。
Yutaka Ohta, Yuuki Kushida, Daisuke Kawaguchi, Yushu Matsushita, and Atsushi Takano
“Preparation, Characterization, and Nanophase-Separated Structure of Catenated Polystyrene-Polyisoprene”
Macromolecules, Vol. 41, 3957-3961 (2008)
【概要】環状ポリスチレン、ならびに環状ポリイソプレンがトポリジカルに絡み合ったカテナン型高分子を調製し、そのモルフォロジーをTEMにより調べた。(高野敦志:試料合成と構造観察、川口大輔:試料調製、松下裕秀:構造解析)

古賀 毅 原著論文 (2008年度)

Tsuyoshi Koga, Fumihiko Tanaka, Ryuhei Motokawa, Satoshi Koizumi, and Françoise M. Winnik
“Theoretical Modeling of Associated Structures in Aqueous Solutions of Hydrophobically Modified Telechelic PNIPAM Based on Neutron Scattering Study”
Macromolecules, Vol. 41, 9413-9422 (2008)
【概要】感熱性高分子であるポリイソプロピルアクリルアミド(PNIPAM)の両末端をオクタデシル基で修飾したテレケリック会合高分子の中性子散乱実験結果を理論的に解析するために、花型会合体(フラワーミセル)からミクロンオーダーの凝集体まで階層的に形成される会合構造に対する理論モデルを構築した.このモデルから計算される散乱関数を用いて中性子散乱データの温度依存性に関する詳細な解析を行い,低温ではフラワーミセルが形成され,昇温とともにオクタデシル基からなるミセルのコア近傍からPNIPAMの脱水和に起因する凝集が進行することを見出した.また,転移温度以上では,2相分離領域であるにも関わらず巨視的な相分離が進行せず,会合数が1万程度でサイズが100ナノメートル程度の球状の会合体(メソグロビュール)が形成され,安定に存在することを明らかにした.更に,濃度変化に関する理論解析を行い,フラワーミセル,メソグロビュールの構造が濃度に依存せず一定に保たれることを見出した.(古賀毅:理論モデルの考案/理論計算、田中文彦:理論構築/研究全体の総括、小泉智:中性子散乱実験)

氏家誠司 原著論文 (2008年度)

Seiji Ujiie, Eri Kurosawa, and Masya Moriyama
“Thermotropic Liquid Crystalline Amphiphilic Materials with Hydrophilic Groups at Both Terminals”
Thin Solid Films, Vol. 517, 1362-1366 (2008)
【概要】親水単位を分子両末端に有する両親媒性液晶を合成し,それらの熱的性質と配向挙動について調べた.両親媒性液晶はスメクチックA相に加え,チルトスメクチック相を形成した.(折原宏:基礎物性について議論)
Akira Mori, Masashi Hashimoto, and Seiji Ujiie
“Self-ordered States Derived from 2-benzoyloxy- and 2-benzoylamino-5-cyanotroponoids and their Corresponding Benzenoids”
Liquid Crystals, Vol. 35, 1109-1128 (2008)
【概要】シアノトロポノイド系化合物から得られる誘導体の自己組織化について調べ,それらに対応するベンゼン系誘導体の特性と比較した.
Takeshi Yoshimi, Masaya Moriyama, and Seiji Ujiie
“Langmuir-Blodgett Film Formation and Photoisomerization of Ionic Liquid Crystalline Polymer with Azobenzene Pendant Groups”
Trans. Mater. Res. Soc. Jpn., Vol. 33, 407-410 (2008)
【概要】光応答性側鎖基を有するイオン高分子液晶からLBフィルムを作製した.LBフィルム内でのメソゲン側鎖の配向特性および層構造形成について調べた.
Seiji Ujiie, Takeshi Yoshimi, Takafumi Nonaka, and Masaya Moriyama
“Langmuir Monolayers and Multilayered Langmuir-Blodgett Films of Main Chain Liquid Crystal Polymers Containing 1,4-Bisstyrylbenznene Groups”
Trans. Mater. Res. Soc. Jpn., Vol. 33, 411-414 (2008)
【概要】主鎖型高分子液晶について,単層および多層のLBフィルムを作製した.メソゲン基の配向をLBフィルムおよびバルク液晶状態の場合について,比較した.主鎖型高分子液晶はLBフィルム内で折りたたみ構造を形成し,バルク液晶状態での配向と異なることが明らかになった.
吉見剛司,守山雅也,氏家誠司,折原宏
“液晶分子に対する外場による配向制御”
電磁力関連のダイナミクス講演論文集, Vol. 20, 299-300 (2008)
【概要】側鎖型高分子液晶に関する電場および磁場に対する運動性および配向特性を評価した.磁場内でのメソゲン基の配向秩序と磁場強度の関係を明らかにした.(折原宏:議論)
吉見剛司,守山雅也,氏家誠司,折原宏
“液晶分子に対する磁場配向挙動の解析”
電磁力関連のダイナミクス講演論文集, Vol. 20, 297-298 (2008)
【概要】主鎖型高分子液晶の磁場内での配向挙動について,ESRスピンプローブ法を用いて調べた.(折原宏:議論)

渡辺 宏 原著論文 (2008年度)

Quan Chen, Yumi Matsumiya, Yuichi Masubuchi, Hiroshi Watanabe, and Tadashi Inoue
“Component Dynamics in Polyisoprene/(poly-tert-butyl styrene) Miscible Blends”
Macromolecules, Vol. 41 , 8694-8711 (2008)
【概要】シス-ポリイソプレン(PI; 分子量 M = 2.0万)とポリ(t-ブチルスチレン)(PtBS; M = 1.6万)の相溶性ブレンドの誘電緩和挙動と粘弾性緩和挙動の比較から、速い成分である PI の終端緩和の時間スケールでは遅い成分である PtBS の濃度揺らぎが実効的に凍結され、PIの緩和は温度-時間換算則をみたさないことや、PI鎖は PtBS鎖に対して擬似的絡み合い効果を与えることなどを見出した。
Eri Mishima, Yumi Matsumiya, Shigeru Yamago, and Hiroshi Watanabe
“Kinetics of Living Anionic Polymerization of Polystyryl Lithium in Cyclohexane”
Polym. J., Vol. 40, 749-762 (2008)
【概要】シクロヘキサン中で、(中性の)ホスト・ポリスチレンが存在している場合としていない場合の両方について、ポリスチリルリチウム・リビングアニオン鎖の重合(成長)挙動をH-NMRを用いて追跡し、Li末端を通じた成長アニオン鎖の会合体の間の浸透圧相互作用が成長挙動に著しい影響を与えることなどを見出した。(佐藤尚弘:重合挙動の解析についての議論)
Hiroshi Watanabe, Yumi Matsumiya, Evelyne van Ruymbeke, Dimitris Vlassopoulos, and Nikos Hadjichristidis
“Viscoelastic and Dielectric Relaxation of a Cayley-Tree-Type Polyisoprene: Test of Molecular Picture of Dynamic Tube Dilation”
Macromolecules, Vol. 41, 6110-6124 (2008)
【概要】絡み合った第二世代ケイリー樹型のポリイソプレンの誘電緩和挙動と粘弾性緩和挙動の比較から、広く用いられている完全管膨張の描像ではこれらの挙動を統一的に記述できないことを示し、時間スケールと空間スケールの整合的粗視化を行った部分的管膨張の描像ならばこの統一的記述が可能となることを明らかにした。(井上正志:
粗視化についての議論)
Hideaki Takahashi, Yoshitaka Ishimuro, and Hiroshi Watanabe
“Nonlinear Mechanical Behavior of Scarcely Crosslinked Poly (dimethyl siloxane) Gel: Effect of Strand Length Polydispersity”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 40, 465-474 (2008)
【概要】二液混合型架橋反応で調整したポリジメチルシロキサン-ゲルについて、線形粘弾性測定から、架橋点間網目鎖の分子量は非常に広い分布を持つことを見出した。また、この分子量分布を反映し、大変形下のゲルは架橋点間の平均分子量から予想される歪みよりもはるかに小さな歪みで破断することを見出した。
Jun Takada, Hiroshi Sasaki, Yoshiaki Matsushima, Akira Kuriyama, Yumi Matsumiya, Hiroshi Watanabe, Kyung Hyun Ahn, and Wei Yu
“Component Chain Dynamics in a Miscible Blend of Low-M Poly(p-t-butyl styrene) and Polyisoprene”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 36, 35-42 (2008)
【概要】ポリイソプレン/ポリ(4-t-ブチルスチレン)系に対する誘電測定と力学測定から、相溶性高分子ブレンドの中の遅い成分については、速い成分の緩和によっ動的不均一性が平滑化されるために、緩和関数の温度-時間換算則が成立する事を明らかにした。(井上正志:データ解析と議論)
Maya K. Endoh, Mikihito Takenaka, Tadashi Inoue, Hiroshi Watanabe, and Takeji Hashimoto
“Shear Small-angle Light Scattering Studeies of Shear Induced Concentration Fluctuations and Steady State Viscoelastic Properties”
J. Chem. Phys., Vol. 128, 164911-1 – 164911-12 (2008)
【概要】ポリスチレン/フタル酸ジオクチル準希薄溶液の流動下における構造形成と非線形レオロジー挙動の対比を行った。その結果、比較的遅い流れによっても弱い相分離構造が形成されるが、この構造は系の thinning挙動に検出可能な大きさの影響を与えないこと、速い流動によって強い相分離構造が形成され、この構造は系にthickeningをもたらすことなどを見出した。(井上正志:レオロジー測定、解析)

野呂篤史 原著論文 (2008年度)

Atsushi Noro, Akinori Tamura, Sou Wakao, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Stoichiometric Effects on Nanostructures of Block- and Graft-Type Supramacromolecules via Acid-Base Complexation”
Macromolecules, Vol. 41, 9277-9283 (2008)
【概要】次の3種のポリマーを合成して混合し、酸―塩基間のイオン性相互作用を利用した高分子からなる複合超分子を構築した。(1)末端にスルホン酸基を1ユニットのみ持つポリスチレン(M=19k)、(2)ポリスチレンとポリスチレンスルホン酸(重合度13)のブロック共重合体(M=23k)、(3)末端にアミノ基を一つ持つポリイソプレン(M=17k)。酸/塩基の「化学量論比」がマクロ相分離するもしくはナノ祖分離するかの決定因子であることを明らかにした。

川口大輔 原著論文 (2008年度)

川口大輔,高野敦志,松下裕秀,田中敬二,長村利彦,鳥飼直也
“臨界絡み合い分子量を超える長さを有する環状ポリスチレンの積層膜界面における相互拡散”
日本レオロジー学会誌, Vol. 36, 113-115 (2008)
【概要】分子量が50k程度の環状ポリスチレン同士ならびに線状ポリスチレン同士の相互拡散を中性子反射率測定および動的二次イオン質量分析測定により評価した。熱処理時間が十分に長いときには、環状PSの拡散係数が線状PSのそれと比較して大きかった。Rouseモデルに基づく拡散係数の分子量依存性と実験結果との比較により、50kの環状PS鎖はRouse鎖に近い振舞いをすることが明らかとなった。(田中敬二:動的二次イオン質量分析測定および解析のサポート)

松下裕秀 原著論文 (2008年度)

Atsushi Noro, Akinori Tamura, Sou Wakao, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Stoichiometric Effects on Nanostructures of Block- and Graft-Type Supramacromolecules via Acid-Base Complexation”
Macromolecules, Vol. 41, 9277-9283 (2008)
【概要】次の3種のポリマーを合成して混合し、酸―塩基間のイオン性相互作用を利用した高分子からなる複合超分子を構築した。(1)末端にスルホン酸基を1ユニットのみ持つポリスチレン(M=19k)、(2)ポリスチレンとポリスチレンスルホン酸(重合度13)のブロック共重合体(M=23k)、(3)末端にアミノ基を一つ持つポリイソプレン(M=17k)。酸/塩基の「化学量論比」がマクロ相分離するもしくはナノ祖分離するかの決定因子であることを明らかにした。
Katarzyna Dobrosielska, Sou Wakao, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Nanophase-Separated Structures of AB block Copolymer/C Homopolymer Blends with Complimentary Hydrogen Bonding Interaction”
Macromolecules, Vol. 41, 7695-7698 (2008)
【概要】ポリスチレン(S), ポリ(2-ビニルピリジン)(P) から構成されるSP二元ブロック共重合体(S:P=8:2、M=120k)と分子量14kのポリ4-ヒドロキシスチレン(H)を溶液状態で混合させ、溶媒キャストフィルムの構造を観察し、SP/P (M=8k)ブレンドと比較した。SP/PブレンドではPホモポリマーをPブロックの2倍以上ブレンドするとマクロ相分離現象を起こすが、SP/HではP:H比で8までは容易にナノ相分離構造にHが溶解しモルフォロジー転移することが明らかとなった。
Kenichi Hayashida, Atsushi Takano, Tomonari Dotera, and Yushu Matsushita
“Giant Zinc-Blende Structures Formed by ABC Star-Shaped Terpolymers”
Macromolecules, Vol. 41, 6269-6271 (2008)
【概要】ポリイソプレン(I), ポリスチレン(S), ポリ(2-ビニルピリジン)(P) から構成されるI1.0S2.3P0.8の組成を持つ星型共重合体のバルク構造を観察した。球状のI相とP相がSのマトリックス中に交互にならび、ZnS 型の3次元ネットワーク構造を形成していることを突き止めた。これは3成分の中でIとPの反発力が一番大きいために形成されたと考えられる。
Atsushi Noro, Yushu Matsushita, and Tim Lodge
“Thermoreversible Supramacromolecular Ion Gels via Hydrogen Bonding”
Macromolecules, Vol. 41, 5839-5844 (2008)
【概要】難揮発、難燃、熱安定なイオン液体中に,ポリ(2ビニルピリジン)-ポリ(アクリル酸エチル)-ポリ(2ビニルピリジン)ABAトリブロック共重合体とポリ(4ヒドロキシスチレン)を溶解することで,高分子からなる熱可逆性超分子イオンゲルを調製した。さらに超分子イオンゲルの熱可逆特性と水素結合の関係について議論した。
Jiro Suzuki, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Topological Effect in Ring Polymers Investigated with Monte Carlo Simulation”
J. Chem. Phys., Vol. 129, 034903-034903 (2008)
【概要】モンテカルロ法を用いてバルク中の環状高分子の回転半径の分子量依存性を調べた。分子量の指数νは分子量に依存して漸減し、分子量の増大とともに従来から予測されていた0.4よりも小さくなって、その極限値は1/3になることを示した。この予測は、近年得られているポリスチレンに関する実験結果を良く説明するものである。

西田幸次 原著論文 (2008年度)

Koji Nishida, Hiroki Ogawa, Go Matsuba, Takashi Konishi, and Toshiji Kanaya
“A High-Resolution Small-Angle Light Scattering Instrument for Soft Matter Studies”
J. Appl. Cryst., Vol.41, 723-728 (2008)
【概要】ソフトマターの研究に適した高分解能、広散乱ベクトルレンジ、広ダイナミックレンジを備えた小角光散乱装置を開発した。ソフトマターの研究での有用性を実証すべく、異種高分子電解質混合溶液の相分離過程ならびに高分子ブレンド薄膜の相分離過程の観察例も示した。(西田幸次:装置設計・製作・実験遂行、金谷利治:議論・観察例提案)

川口大輔 原著論文 (2007年度)

Daisuke Kawaguchi, Masayuki Ohya, Naoya Torikai, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Temperature Dependence of Surface Segregation in Miscible Polymer Blend of Poly(4-trimethylsilylstyrene)/Polyisoprene”
Polym. J., Vol. 39, 1274-1280 (2007)
【概要】下限臨界相溶温度(LCST)型の相図を持つポリ(4-トリメチルシリルスチレン)とポリイソプレン混合物の薄膜状態における相挙動を中性子反射率測定により検討した。バルクのLCST以下の温度でさえも、一成分の表面偏析により薄膜中の濃度揺らぎは著しく大きいことを明らかにした。(川口:中性子反射率測定とデータ解析、高野:試料の合成)

西田幸次 原著論文 (2007年度)

Nobuaki Takahashi, Toshiji Kanaya, Koji Nishida, and Keisuke Kaji
“Gelation-Induced Phase Separation of Poly(vinyl alcohol) in Mixed Solvents of Dimethyl Sulfoxide and Water”
Macromolecules, Vol. 40, 8750-8755 (2007)
【概要】相分離とゲル化が競合する系において、定温下でゲル化により相分離点がシフトすることにより実効的な過冷却度が上昇する現象を光散乱により解明した。(金谷利治:研究方針策定)
Toshiji Kanaya, Go Matsuba, Yoshiko Ogino, Koji Nishida, Hirohiko M. Shimizu, Takenao Shinohara, Takayuki Oku, Junichi Suzuki, and Toshiya Otomo
“Hierarchic Structure of Shish-Kebab by Neutron Scattering in a Wide Q Range”
Macromolecules, Vol. 40, 3650-3654 (2007)
【概要】延伸結晶化によって形成した「シシケバブ構造」を中性子散乱により逆空間の広い領域にわたって調べることにより、広い空間スケールにわたる階層構造が存在することを明らかとした。(金谷利治:研究方針策定)
Tsuyoshi Tsubouchi, Koji Nishida, and Toshiji Kanaya
“Lower Critical Solution Temperature Type of Phase Separation in Aqueous Mixture of Polyelectrolytes”
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol. 56, 265-269 (2007)
【概要】解離基導入率の類似した異種高分子電解質混合水溶液では比較的高濃度まで相溶性を示し、その理由が分子間相互作用の主要因となる静電相互作用の等価性によることを以前に報告した。今回、静電相互作用の等価性を崩すことにより、相溶性が低下することを確認した。ところが、静電相互作用の等価性が著しく損なわれると、相図は、典型的な上部臨界完溶型(UCST型)から、下部臨界完溶型(LCST型)へ転ずるという特異な現象を見いだした。(金谷利治:議論)

西田幸次 原著論文 (2006年度)

Toshiji Kanaya, Yoshiyuki Takayama, Yoshiko Ogino, Go Matsuba, and Koji Nishida
“Precursor of Primary Nucleation in Isotactic Polystyrene Induced by Shear Flow”
Lect. Notes Phys. , Vol. 714, 87-96 (2007)
【概要】剪断流動場下におけるアイソタクチックポリスチレンの構造形成を偏光解消光散乱法および偏光顕微鏡法を用いて研究した。その結果、剪断流動を与えることにより、試料の事実上の融点よりも高い温度領域においても、マイクロメートルオーダーの非等方的な配向構造が存在し得ることが見いだされた。(西田幸次:光散乱装置開発、実験)
Nobuaki Takahashi, Toshiji Kanaya, Koji Nishida, Yoshiaki Takahashi, and Masatoshi Arai
“Rheo-SANS Study on Gelation of Poly(vinyl alcohol)”
Physica B, Vol. 385-386, 810-813 (2006)
【概要】剪断流動がポリビニルアルコール溶液のゲル化に与える影響を中性子小角散乱法用いて研究した。その結果、一定値以下の剪断速度は、高分子鎖の配向結晶化をとおしてゲル化を加速するが、一定値以上の剪断速度は、ゲル化を阻害することが見いだされた。(西田幸次:実験)
Yoshiko Ogino, Hajime Fukushima, Nobuaki Takahashi, Go Matsuba, Koji Nishida, and Toshiji Kanaya
“Crystallization of Isotactic Polypropylene under Shear Flow Observed in a Wide Spatial Scale”
Macromolecules, Vol. 39, 7617-7625 (2006)
【概要】剪断流動場下におけるアイソタクチックポリプロピレンの構造形成を広角・小角X線散乱法、偏光解消光散乱法および偏光顕微鏡法を用いて研究した。その結果、剪断流動は、結晶化を加速するが、非等方的な配向構造を形成するには、ある一定値以上の臨界の剪断速度が必要であることが見いだされた。(西田幸次:光散乱装置開発、実験)

渡辺 宏 原著論文 (2007年度)

Hideaki Takahashi, Yoshitaka Ishimuro and Hiroshi Watanabe
“Viscoelastic Behavior of Scarcely Crosslinked Poly(dimethyl siloxane) Gels: 2. Effects of Sol Component and Network Strand Length”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 35, 191-198 (2007)
【概要】疎に架橋された PDMS ゲルの網目鎖の分子量分布を粘弾性データから推定し、ゲルの超長時間緩和過程を束縛解放機構と関連づけて論じた。
Bruno Demé and Hiroshi Watanabe
“Dielectric Behavior of an Aqueous System of Multi-wall Vesicles Formed with 1,2 dioleoyl-sn-glycero-3[phospho-L-serine] sodium salt”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 35, 207-211 (2007)
【概要】1,2 dioleoyl-sn-glycero-3[phospho-L-serine] sodium salt の水溶液の誘電緩和挙動を、系内に形成される多重壁ベシクルの壁間に拘束されたイオンの運動と対応付けた。
Hiroshi Watanabe, Yumi Matsumiya, Toshiaki Sawada, and Tatsuya Iwamoto
“Rheological and Dielectric Behavior of Dipole-Inverted (SIS)p-type Multiblock Copolymers: Estimates of Bridge/Loop Fractions for Respective I Blocks and Effect of Loops on High Extensibility of Bridges”
Macromolecules, Vol. 40, 6885-6897 (2007)
【概要】スチレン-イソプレン-スチレン (SIS) トリブロック共重合体を繰り返し単位とする (SIS)p マルチブロック共重合体の特定の I ブロックに双極子反転を導入し、このブロックに対するループ形態の割合を推定した。さらに、系の伸長挙動におけるループ鎖の役割を考察した。
Yumi Matsumiya, Tadashi Inoue, Hiroshi Watanabe, Shinichi Kihara, and Masahiro Ohshima
“Dielectric Behavior of cis-polyisoprene in Carbon Dioxide under High Pressure”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 35, 155-161 (2007)
【概要】誘電測定から, 高圧炭酸ガスがポリイソプレンの終端緩和運動に与える効果を検討した. 超臨界状態も含めて, 高圧炭酸ガスは, ポリイソプレンに対して通常の可塑剤として働くことを見いだした.(T. Inoue:誘電測定補助)
Hiroshi Watanabe, Yumi Matsumiya, Jun Takada, Hiroshi Sasaki, Yoshiaki Matsushima, Akira Kuriyama, Tadashi Inoue, Kyung Hyun Ahn, Wei Yu, and Ramanan Krishnamoorti
“Viscoelastic and Dielectric Behavior of a Polyisoprene/Poly(4-tert-butyl styrene) Miscible Blend”
Macromolecules, Vol. 40, 5389-5399 (2007)
【概要】相溶状態にあるポリイソプレン (PI)/ポリ(t-ブチルスチレン) (PtBS) ブレンド系中の成分鎖の終端緩和ダイナミクスを誘電測定と粘弾性測定によって分離・検出し、速い成分 (PI) の終端緩和は濃度揺らぎに由来する熱レオロジー的複雑性を示すが、遅い成分 (PtBS) の終端緩和にはこの複雑性が現れないことを明らかにした。(T. Inoue:データ解析)
Yumi Matsumiya, Manabu Matsumoto, Hiroshi Watanabe, Toshiji Kanaya, and Yoshiaki Takahashi
“Nonlinear Rheology and Structural Changes of (BS)n Multiblock Copolymers Under Shear Flow”
Macromolecules, Vol. 40, 3724-3732 (2007)
【概要】レオロジー測定と中性子散乱測定から, ブタジエン-スチレン (BS)・マルチブロック共重合体が形成する網目型ミクロ相分離構造の流動破壊と流動停止後の弾性回復挙動を検討した. 流動破壊はブリッジ型の内部ブロック(Sブロック)がループ型に転化することに対応し, 弾性回復はブリッジ型形態の再形成に対応すること, このブリッジ再形成過程の律速段階は B, S 両ブロックの過渡的混合過程であることが結論された. (T. Kanaya, Y. Takahashi:SANS 測定, 構造についての意見交換)
Toshiaki Sawada, Xiuying Qiao, and Hiroshi Watanabe
“Viscoelastic Relaxation of Linear Polyisoprenes: Examination of Constraint Release Mechanism”
Journal of the Society of Rheology, Japan, Vol. 35, 11-20 (2007)
【概要】直鎖イソプレン (PI) のブレンド系の粘弾性データに基づき、単分散直鎖 PI系における束縛解放時間 Tcr を決定した。このTcr と実測の緩和時間Tobsの比 Tcr/Tobs はPI系の方が、ポリスチレン系より小さい。この結果は、絡み合い直鎖の緩和が、鎖あたりの絡み合い点数、モノマー摩擦係数のみでは決定されず、第三の分子パラメタ(例えば束縛解放ゲートの配位数)にも依存することを示す。(滝本淳一:データ提供)

高野敦志 原著論文 (2007年度) 

Atsushi Takano, Wataru Kawashima, Shogo Wada, Seiichi Kawahara, Yoshinobu Isono, Masaki Makihara, Nobuo Tanaka, and Yushu Matsushita
“Composition Dependence of Nanophase-Separated Structures Formed by Star-Shaped Terpolymers of the A1.0B1.0CX Type”
J. Polym. Sci. Part B, Polym. Phys., Vol. 45, 2277-2283 (2007)
【概要】ポリスチレン(S)、ポリイソプレン(I)、およびポリ(2-ビニルピリジン)(P)からなるISP星型共重合体を13種類、組成を変化させて調製し、そのモルフォロジーの組成依存性をTEMならびに3次元トモグラフィーにより詳細に調べた。(高野敦志:試料合成と構造観察、川口大輔:試料調製、松下裕秀:構造解析)

印出井努 原著論文 (2007年度) 

Tsutomu Indei
“Effect of Nonlinearity Strength in Chain Tension on Shear-Thickening of Associating Polymer Networks”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 35, 147-153 (2007)
【概要】高分子鎖の張力における非線型性の強度がテレケリック会合高分子の定常ずり粘度に与える影響を,組み換えネットワーク理論に基づいて議論した.鎖の張力と会合基の解離率との間の結合強度が弱いときは、張力の非線型強度の増加に伴って定常粘度はシニングからシックニングへ転じる.張力の非線型強度が強い鎖は,慣性半径が小さいため分子内会合を起こしてループを形成しやすいが,この効果がずり粘度に及ぼす影響は少ないことが分かった.(田中文彦:鎖の張力モデルの発案)

田中文彦 原著論文 (2007年度)

Xing-Ping Qiu, Fumihiko Tanaka, and Francoise M. Winnik
“Temperature-Induced Phase Transition of Well-Defined Cyclic Poly(N-isopropylacrylamide)s in Aqueous Solutions”
Macromolecules, Vol. 40, 7069-7071 (2007)
【概要】分子量のそろった環状ポリイソプロピルアクリルアミドを合成し,DSCにより脱水和曲線を,光散乱法により曇点曲線を測定した.対応する線状高分子より高温で相転移することが判明し,末端の存在が溶液物性に大きく影響していることを検証した.また,その物理的根拠として水和エントロピーの差,トポロジカル相互作用などが効いていることを説明した.
Masatoshi Toda and Fumihiko Tanaka
“Mechanically-Induced Helicity in Chiral Stimuli-Responsive Gels”
Macromolecules, Vol. 40, 4703-4709 (2007)
【概要】キラルな低分子を水素結合させることにより左右のへリックスを誘起する高分子(カルボキシフェニルアセチレン)を架橋し作製したゲルを伸長することにより,溶液中に分散したラセミ体分子の光学分割が可能であることを指摘し,定量的な予測に耐える理論を構築した.

柴山充弘 原著論文 (2007年度)

Takuro Matsunaga and Mitsuhiro Shibayama
“Gel Point Determination of Gelatin Hydrogels by Dynamic Light Scattering and Rheological Measurements”
Phys. Rev. E, Rapid. Commun., Vol. 76, 030401-1 – 030401-4 (2007)
【概要】ゼラチン水溶液のゲル化現象を動的光散乱およびレオロジーにより研究した。両手法から決定されたゲル化点は非常によい一致を示した。また、ゲル点における臨界指数についても両手法の間で良好な一致をみた。
Mitsuhiro Shibayama, Syo Miyazaki, Hitoshi Endo, Takeshi Karino, and Kazutoshi Haraguchi
“Deformation Studies on Polymer-Clay Nanocomposite Gels”
Macromol. Sympo., Vol. 256, 131-136 (2007)
【概要】ポリマーとクレイからなるナノコンポジットゲル(NCゲル)の変形機構を小角中性子散乱により研究した。NCゲルの優れた高弾性特性は長鎖分子がクレイによって面架橋されていることに起因していることを示した。(Kazutoshi Haraguchi:試料提供とディスカッション)
Noboru Osaka, Syo Miyazaki, Satoshi Okabe, Hitoshi Endo, Aya Sasai, Ken-ich Seno, Sadahito Aoshima, and Mitsuhiro Shibayama
“Pressure-Induced Reentrant Micellization of Amphiphilic Block Copolymers in Dilute Aqueous Solutions”
J. Chem. Phys., Vol. 127, 094905-1 – 094905-5 (2007)
【概要】感熱性高分子と親水性高分子からなるブロック共重合体水溶液の圧力誘起ミセル化を小角中性子散乱と動的光散乱によって研究した。ミセル相図は約150MPa, 48°Cに頂点をもつ上に凸の放物線形で、その境界の上がミセル域、下が均一一相領域で、圧力に対して再帰的ミセル化が観測された。(Hitoshi Endo: 実験と議論)
Mitsuhiro Shibayama, Hiromitsu Kawada, Takushi Kume, Tomoyuki Sano, Takuro Matsunaga, Noboru Osaka, Sho Miyazaki, Satoshi Okabe, and Hitoshi Endo
In Situ Small-angle Neutron Scattering and Rheological Measurements of Shear-induced Gelation”
J. Chem. Phys., Vol. 127, 144507-1 – 144507-7 (2007)
【概要】ナノエマルションと高分子、水からなる3成分系のせん断誘起ゲル化現象を流動場での小角中性子散乱実験により研究した。せん断速度を増すと、一旦、系の粘度が下がるが、その後、急激に上昇し、ゲル化した。そのゲル化様式をパーコレーションモデルで説明した。(Hitoshi Endo, 実験と議論)
Sho Miyazaki, Hitoshi Endo, Takeshi Karino, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Gelation Mechanism of Poly(N-isopropylacrylamide)-Clay Nanocomposite Gels”
Macromolecules, Vol. 40, 4287-4295 (2007)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミドとクレイからなるナノコンポジットゲル (NCゲル)のゲル化機構を動的光散乱と中性子小角散乱により研究した。時分割動的光散乱によりゲル化点を決定した。コントラスト変調中性子散乱実験により、クレイ周りに高分子鎖の濃縮相があることがわかった。(原口和敏:試料提供と議論)
Shuichi Kimata, Takahsi Sakurai, Yoshinobu Nozue, Tatsuya Kasahara, Noboru Yamaguchi, Takeshi Karino, Mitsuhiro Shibayama, and Juria A. Kornfield
“Molecular Basis of the Shish-Kebab Morphology in Polymer Crystallization”
Science, Vol.316, 1014-1017 (2007)
【概要】ポリプロピレンを射出成形した際に形成される「シシケバブ構造」における「シシ構造」の形成に関して、高分子量のポリマーのみが主要因であるというこれまでの認識を覆し、低分子量のポリマーも「シシ構造」形成に寄与しているという新たな説を提案した。重水素ラベル法を用いた中性子小角散乱法といった新たな手法を駆使することで、これまで認識されていた高分子量のポリマーだけでなく、低分子量のポリマーについても、「シシ構造」形成に寄与していることを見出した。
Takeshi Ueki, Takeshi Karino, Yosuke Kobayashi, Mitsuhiro Shibayama, and Masayoshi Watanabe
“Difference in Lower Critical Solution Temperature Behavior Between Random Copolymers and a Homopolymer Having Solvatophilic and Solvatophobic Structures in an Ionic Liquid”
J. Phys. Chem. B, Vol.111, 4750-4754 (2007)
【概要】疎水性イオン液体中のポリベンジルメタクリレート (PBzMA) とポリ(スチレン-co-メチルメタクリレート)(P(St-co-MMA)) の溶解性と相挙動を温度の関数として研究した。どちらの高分子も疎溶媒性のフェニル基と親溶媒性のメチレート基を持つが、それらの高分子鎖上での分布は異なっており、それが溶解性に大きく影響することが分かった。動的光散乱により、PBzMAの流体力学的半径は100度Cで大きく変化し、コイルーグロビュール転移することが分かった。
Fumiyoshi Ikkai and Mitsuhiro Shibayama
“Gel-Size Dependence of Temperature-Induced Microphase Separation in Weakly-Charged Polymer Gels”
Polymer, Vol.48, 2387-2394 (2007)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)-1-ビニルイミダゾール(VI)からなる弱荷電高分子ゲルのミクロ相分離構造のゲルサイズ依存性を小角中性子散乱、動的光散乱、および膨潤測定により研究した。ゲルのサイズがミクロ相分離構造の周期に近くなるとミクロ相分離が起こらなくなることが示された。
Takuya Suzuki, Fumiyoshi Ikkai, and Mitsuhiro Shibayama
“Structures and Dynamics of N-isopropylacrylamide/Acrylic Acid Copolymer Gels Prepared by Cross-linker-Free UV-Induced Polymerization”
Macromolecules, Vol.40, 2509-2514 (2007)
【概要】架橋剤を添加しないで紫外線架橋したN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAm)-アクリル酸(AAc)ゲルの構造とダイナミクスを小角中性子散乱および動的光散乱により研究した。ここでAAcはモノマーもしくはポリマーとしてゲル網目に取り込まれている。構造の違いにより、異なったダイナミクスや膨潤挙動が観測された。

渡辺 宏 原著論文 (2006年度)

Yohei Oishi, Yumi Matsumiya, and Hiroshi Watanabe
“Kinetics of Anionic Polymerization of Polubutadienyl Lithium in Benzene: An Osmotic Effect on the Propagation”
Polymer J., Vol. 39, 304-317 (2007)
【概要】H-NMR 測定から, ベンゼン中のポリブタジエンのアニオン重合キネティクスを検討した. 系内には, ブタジエン・アニオンの安定な4量体と解離単量体の平衡が成立しているが, 重合初期には, 解離単量体のみならず, 4量体がさらに融合した高次の会合体も重合進行に寄与していることが結論された.(T. Inoue:会合機構に関する意見交換)
Yumi Matsumiya, Tadashi Inoue, Yohei Oishi, and Hiroshi Watanabe
“Orientational Anisotropy of Bead-Spring Star Chains During Creep Process”
J. Polym. Sci. Phys. B. Polym. Phys., Vol. 44, 3501-3517 (2006)
【概要】星形ビード・スプリング鎖(Rouse-Ham鎖)のクリープ過程におけるセグメントの配向関数を解析的に導出した. 枝数が増加すると共に, 枝に沿った配向分布が大きくなることが明らかとなった. (T. Inoue:解析的表式の検証)
Megan L. Ruegg, Amish J. Patel, Suresh Narayanan, Alec R. Sandy, Simon G. J. Mochrie, Hiroshi Watanabe, and Nitash P. Balsara
“Condensed Exponential Correlation Functions in Multicomponent Polymer Blends Measured by X-ray Photon Correlation Spectroscopy”
Macromolecules, Vol. 39, 8822-8831 (2006)
【概要】動的X線分散乱測定から, スチレン-イソプレン・ジブロック共重合体とホモポリスチレン, ホモポリイソプレンのブレンド系内のミクロ相分離構造のダイナミクスを検討した. 低温では, 揺らぎによる相分離構造の自発的細分化に対応可能な condensed exponential 型の相関関数が見いだされた.
Xiuying Qiao, Toshiaki Sawada, Yumi Matsumiya, and Hiroshi Watanabe
“Constraint Release in Moderately Entangled Monodisperse Star Polyisoprene Systems”
Macromolecules, Vol. 39, 7333-7341 (2006)
【概要】星型絡み合い鎖と直鎖のブレンド系の粘弾性データに基づき、広範な分子量域における単分散絡み合い星型鎖の束縛解放緩和時間を実験的に決定し、これが実測の緩和時間に近いことを明らかにした。この結果は、これまで頻繁に用いられてきた完全管膨張の分子描像が、絡み合い星型鎖に対しては決定的に破綻していることを示すものである。(滝本淳一:データ提供)
Hideaki Takahashi, Yoshitaka Ishimuro, and Hiroshi Watanabe
“Viscoelastic Behavior of Scarcely Cross-linked Polydimethylsiloxane Gel”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 34, 135-145 (2006)
【概要】2液混合法により非常に疎に架橋されたポリシロキサンゲルを作成し、その線形粘弾性を解析した。その結果、このゲルは、架橋点を超えた網目鎖の運動を呈すること、この運動がゲル網目の束縛解放に関連していることなどが示唆された。
Hiroshi Watanabe, Tadashi Inoue, and Yumi Matsumiya
“Transient Conformational Change of Bead-Spring Ring Chain During Creep Process”
Macromolecules, Vol. 39, 5419-5426 (2006)
【概要】環状ビード-スプリング鎖は、全セグメントが等価なため、その配向関数の時間発展には一切遅延が現れない。しかし、そのクリープ歪みには、顕著な遅延が現れる。このクリープ歪みの遅延が環状鎖の異なるセグメント間の配向相関の成長に対応することを、理論解析から明らかにした。(Tadashi Inoue:解析的表式の検証)
Amish J. Patel, Suresh Narayanan, Alec Sandy, Simon G. J. Mochrie, Bruce A. Garetz, Hiroshi Watanabe, and Nitash P. Balsara
“Relationship between Structural and Stress Relaxation in a Block-Copolymer Melt”
Phys. Rev. Lett., Vol. 96, 257801-1 – 257801-4 (2006)
【概要】粘弾性測定と動的X線散乱測定に基づき、ジブロック共重合体が ODT 以上の静的均一状態で示す遅い緩和過程が、濃度揺らぎの効果以外に、過渡的ミセルの運動も反映することを見いだした。
Hiroshi Watanabe, Toshiaki Sawada, and Yumi Matsumiya
“Constraint Release in Star/Star Blends and Partial Tube Dilation in Monodisprese Star Systems”
Macromolecules, Vol. 39, 2553-2561 (2006)
【概要】星型絡み合い鎖のブレンド系の粘弾性データに基づき、枝あたりに絡み合い点を16個有する高分子量の単分散星型鎖の絡み合い緩和に対する束縛解放機構の重要性を実験的に明らかにした。さらに、誘電緩和データも併用して、このような高分子量星型鎖には、部分的管膨張の分子描像が成立することを示した。(滝本淳一:データ提供)

柴山充弘 原著論文 (2006年度)

Fumiyoshi Ikkai, Takuya Suzuki, Takeshi Karino, and Mitsuhiro Shibayama
“Microstructure of N-Isopropylacrylamide-Acrylic Acid Copolymer Gels Having Different Spatial Configurations of Weakly Charged Groups”
Macromolecules, Vol.40, 1140-1146 (2007)
【概要】アクリル酸(AAc)がモノマーまたはポリマーとしてPNIPAに取り込まれた、3種の異なる荷電基の空間分布をもつN-イソプロピルアクリルアミド(PNIPA)-アクリル酸(AAc)共重合体の巨視的膨潤挙動とミクロ相分離構造を小角中性子散乱により研究した。物理的に取り込まれただけのポリアクリル酸では、荷電基効果は見られなかったが、化学的に結合したPNIPA-AAcゲルでは、温度の上昇に伴い、ミクロ相分離に起因した散乱極大が観察された。
Takashi Karino, Yuko Ikeda, Yoritaka Yasuda, Shinzo Kohjiya, and Mitsuhiro Shibayama
“Nonuniformity in Natural Rubber as revealed by SANS, SAXS, and AFM”
Biomacromolecules, Vol. 8, 693-699 (2007)
【概要】天然ゴム(NR)および脱タンパク天然ゴム(DPNR)の構造を小角中性子散乱(SANS)、小角X線散乱(SAXS)、および原子間力顕微鏡(AFM)により研究した。その結果、NRの特筆すべき優れた力学特性はNRに含まれる蛋白質のみならず、リン脂質の存在に強く依存することがわかった。また、NR中の不均一性は200オングストローム以上の蛋白質凝集体に由来するものであることが分かった。
Yoshinobu Nozue, Takashi Sakurai, Hidetake Hozumi, Tatsuya Kasahara, Noboru Yamaguchi, Mitsuhiro Shibayama, and Yushu Matsushita
“Investigation of Miscibility between iPP and propylene-butene random copolymer by Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol.40, 273-277 (2007)
【概要】小角中性子散乱によりイソタクチックポリプロピレン(iPP)とプロピレンーブタジエンランダム共重合体(a(P/B))の相溶性をa(P/B)中のブタジエン濃度、および温度の関数として測定した。相互作用パラメーターはa(P/B)中のブタジエン濃度とともに増加した。また、ブタジエン濃度により、相挙動がUCST型からLCST型に変化することも観測された。この実験結果を格子ークラスター理論により説明した。
Takeshi Karino, Yasushi Okumura, Changming Zhao, Masatoshi Kidowaki, Toshiyuki Kataoka, Kohzo Ito, and Mitsuhiro Shibayama
“Sol-gel Transition of Hydrophobically Modified Polyrotaxane”
Macromolecules, Vol. 39, 9435-9440 (2006)
【概要】ポリエチレングリコールとシクロデキストリン(CD)から成る通常のポリロタキサンは水に溶解しにくいが、CD環をメチル化することにより溶解性が向上した。さらに、メチル化に応じて、温度誘起ゾルゲル転移が起こった。このメチル化ポリロタキサンのゾルゲル転移を小角中性子散乱(SANS)および動的光散乱(DLS)により研究した。(Kohzo Ito:試料提供)
Takeshi Karino, Mitsuhiro Shibayama, Yasushi Okumra, and Kohzo Ito
“SANS Study on Pulley Effect of Slide-ring Gel”
Physica B, Vol. 385-386, 807-809 (2006)
【概要】我々は、近年、スライドリングゲル(SRゲル)と呼ぶ新奇なゲルを開発した。このSRゲルはポリロタキサンとシクロデキストリンからなるが、スライド運動や滑車効果という、SRゲルのユニークな性質をさらに発展させるためには、シクロデキストリンの自己凝集性を抑制する必要がある。そこで、メチル化したポリロタキサンを合成し、その構造を小角中性子散乱により研究した。(Kohzo Ito:試料調製、力学測定、キャラクタリゼーション)
Satoshi Okabe, Chieko Fuse, Shinji Sugihara, Sadahito Aoshima, and Mitsuhiro Shibayama
“Structural Transition in Block and Gradient Copolymer Aqueous Solutions”
Physica B, Vol. 385-386, 756-758 (2006)
【概要】感熱応答性セグメントを有するブロックおよびグラジエント共重合体希薄水溶液における温度誘起構造転移を小角中性子散乱を用いて調べた。ブロック共重合体系では温度の上昇にともない温度敏感型ブロック鎖が凝集し、急激なミセル構造形成が起こるのに対し、グラジエント系では分子鎖の巻き取り過程が連続的に起こることを明らかにした。
Noboru Osaka, Satoshi Okabe, Takeshi Karino, Yumi Hirabaru, Sadahito Aoshima, and Mitsuhiro Shibayama
“SANS Study of Hydrophobic Effects on Pressure-induced Micro- and Macrophase Separations of Block Copolymers”
Physica B, Vol. 385-386, 749-751 (2006)
【概要】温度および圧力に対して応答性を持つブロック共重合体水溶液に圧力を印加したときに形成されるミクロ構造の解析を行うことで、高分子と水の間の相互作用の温度および圧力依存性について調べた。まず光の透過率測定により温度ー圧力相図におけるミクロ相分離線が上に凸の関数であることを示し、さらに低温で圧力を印加する過程と、高温で圧力を印加する過程では形成されるミクロ構造が異なることを明らかにした。
Takashi Karino, Mitsuhiro Shibayama, Yasushi Okumra, and Kohzo Ito
“Slide-ring Gel: Topological Gel with Freely Movable Cross-links”
Physica B, Vol. 385-386, 692-696 (2006)
【概要】スライドリング(SR)ゲルの構造を小角中性子散乱(SANS)により研究した。SRゲルはポリロタキサン上のシクロデキストリンをカップリングして作成した。SRゲルの架橋点は8の字型をしているのが特徴である。一軸延伸したSRゲルのSANSパターンはノーマルバタフライパターンとなった。このことは、架橋点が分子鎖に沿ってスライドし、歪みを最小化する、滑車効果を持っていることを示している。(Kohzo Ito;試料提供、力学測定)
Sho Miyazaki, Takeshi Karino, Hitoshi Endo, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Clay Concentration Dependence of Microstructure in Deformed Poly(N-isopropylacrylamide)-clay Nanocomposite Gels”
Macromolecules, Vol. 39, 8112-8120 (2006)
【概要】異なるクレイ濃度Cclayを持つポリN-イソプロピルアクリルアミド(PNIPA)ークレイナノコンポジットゲル(NCゲル)のミクロ構造を力学測定および小角中性子散乱(SANS)により延伸倍率の関数として研究した。クレイ一枚あたりに繋がるPNIPA鎖はCclayの4/3乗に比例すること、このうち付加的な1/3乗はクレイ表面上への架橋点の局在に由来することなどがわかった。
Satoshi Okabe, Ken-ichi Seno, Shokoku Kanaoka, Sadahito Aoshima, and Mitsuhiro Shibayama
“Small-angle Neutron Scattering Study on Block and Gradient Copolymer Aqueous Solutions”
Polymer, Vol. 47, 7572-7579 (2006)
【概要】ブロックおよびグラジエント共重合体準希薄水溶液のミクロ相分離構造転移を小角中性子散乱により詳細に解析した。ブロック共重合体系では温度の上昇にともない温度敏感型ブロック成分が凝集し、急激なミクロ相分離構造形成が起こるのに対し、グラジエント系では分子鎖のリールイン効果(巻き取り効果)によるゆるやかな転移が起こることを発見した。
柴山充弘
“高分子ゲルの小角中性子散乱”
高分子論文集, Vol. 63, 345-359 (2006)
【概要】小角中性子散乱による高分子ゲルの構造研究の発展をゲルの不均一性とミクロ相分離の理解を中心に概説した。そうした考えに基づき、優れた力学的性質をもつスーパーゲルの構造解析と変形メカニズムの解明、環境敏感型ハイドロゲルの圧力・温度誘起相分離・相転移現象の研究、疎水性相互作用の温度・圧力依存性オイルゲル化剤によって形成されるゲルの構造などの研究例を紹介した。
Mitsuhiro Shibayama, Takeshi Karino, and Satoshi Okabe
“Distribution Analyses of Multi-modal Dynamic Light Scattering Data”
Polymer, Vol .47, 6446-6456 (2006)
【概要】動的光散乱による粒径分布解析においてしばしば見られる二様分布から、各成分の重量分率を推定する方法を提案し、同法を温度敏感型ブロック共重合体水溶液について検証した。
Noboru Osaka, Satoshi Okabe, Takeshi Karino, Yumi Hirabaru, Sadahito Aoshima, and Mitsuhiro Shibayama
“Micro- and Macro- Phase Separations of Hydrophobically Solvated Block Copolymer Aqueous Solutions Induced by Pressure and Temperature”
Macromolecules, Vol.39, 5875-5884 (2006)
【概要】小角中性子散乱により温度および圧力敏感型ブロック共重合体水溶液の圧力誘起ミクロ、マクロ相分離の研究を行った。ミクロ相分離は低圧域に特徴的な現象で、温度上昇により鋭いミクロ相分離転移が起こるのに対し、低温高圧下ではマクロ相分離、高温・高圧下ではゆるやかな相分離が起こることがわかった。それらの現象を疎水性相互作用の圧力依存性の観点から議論した。
Lucille Abad, Satoshi Okabe, Satoshi Koizumi, and Mitsuhiro Shibayama
“Small-angle Neutron Scattering Study on Irradiated Kappa Carrageenan”
Physica B, Vol. 381, 103-108 (2006)
【概要】ガンマ線照射したカッパカラギーナン(KC)の構造を小角中性子散乱を用いて研究した。未架橋KC水溶液は、高分子準希濃厚溶液を記述するオルンスタイン=ゼルニケ(OZ)関数にてうまく表すことができた。しかし、ガンマ線照射KCでは散乱関数はべき乗化し、分子切断が起こっていることを示唆する結果となった。

井上正志 原著論文 (2006年度)

Tadashi Inoue, Kenji Matsuno, Hiroshi Watanabe, Yo Nakamura
“Rheooptical Study on Poly(styrene macromonomer) ”
Macromolecules, Vol. 39, 7601-7606 (2006)
【概要】ポリスチレンマクロモノマーについて流動光学的測定を行い,弾性率をガラスモード,側鎖の運動に由来するモード,主鎖の運動を反映したモードの三つに分離することに成功した.主鎖のモードから推定したセグメントの大きさは,希薄溶液中でのKuhnセグメントの大きさとほぼ等しかった.(渡辺 宏:試料合成に関する助言,高分子ダイナミクスに関する議論)
Tadashi Inoue
“On the Relationship between Viscoelastic Segments and Kuhn Segments; Strain-induced Chain Orientation in Fast Deformation”
Macromolecules, Vol. 39, 4615-4618 (2006)
【概要】高周波数域の弾性率から決定される高分子の粘弾性セグメントの大きさについて,鎖の統計からもとまるKuhnセグメントの大きさとの関連について検討した.希薄溶液糸との比較,局所ひずみの不均一性,ネマチック効果についても検討した.(渡辺宏:ネマチック効果に関する議論)
高木 晃,佐々木裕,栗山 晃,松宮由実,井上正志,渡辺 宏
“からみ合いひも状ミセルの非線形レオロジーと収縮”
J. Society of Rheology, Japan, Vol. 3, 165-175 (2006)
【概要】からみ合い系ひも状ミセル溶液の非線形粘弾性について検討し,ミセルの収縮運動の役割について検討した.(渡辺 宏:非線形レオロジーデータの解釈に関する議論)

松下裕秀 原著論文 (2007年度)

Jun Masuda, Atsushi Takano, Jiro Suzuki, Yutaka. Nagata, Atsushi Noro, Kenichi Hayashida, and Yushu Matsushita
“Composition-Dependent Morphological Transition of Hierarchically-Ordered Structures formed by Multiblock Terpolymers”
Macromolecules, Vol. 40, 4023 – 4027 (2007)
【概要】ポリイソプレン(I),ポリスチレン(S),ポリ2-ビニルピリジン(P)を成分とし、短いIとS鎖を交互につなげてその片末端或いは両末端に長さの著しく異なる6元及び11元多元ブロック共重合体のモルフォロジー転移を観察した。Pの分率の増加に伴わない球状ー柱状ーラメラ状ー逆柱状ー逆球状の転移が見られたが、IとSは常に薄い交互ラメラを形成する階層的な構造を呈した。
Kenichi Hayashida, Noriyuki Saito, Shigeo Arai, Atsushi Takano, Nobuo Tanaka, and Yushu Matsushita
“Hierarchical Morphologies Formed by ABC Star-Shaped Terpolymers”
Macromolecules, Vol. 40, 3695-3699 (2007)
【概要】ABC星型高分子の組成に伴う階層的なモルフォロジー転移を報告した。試料は3種の互いに反発し合う高分子、ポリイソプレン(I),ポリスチレン(S)とポリ(2-ビニルピリジン)(P)の混合物でI1.0S1.8PX(Xは変数)の組成を持つものである。Xが大きい範囲でcylinders-in-lamella構造(4≦X<12),lamellae-in-cylinder構造(12≦X<32)などXの増加につれていくつかの階層構造が系統的に見られた。
Hayashida Kenichi, Tomonori Dotera, Takano Atsushi, and Yushu Matsushita
“Polymeric Quasicrystal: Mesoscopic Quasicrystalline Tiling in ABC Star Polymers”
Phys. Rev. Lett., Vol. 98, 195502-195502 (2007)
【概要】ABC星型高分子が作る二次元の12回対称準結晶構造を報告した。試料の3種の互いに反発し合う高分子、ポリイソプレン(I),ポリスチレン(S)とポリ(2-ビニルピリジン)(P)が一点で結ばれた星型共重合体とホモポリマーの混合物でI1.0S2.7P2.5の組成を持つものである。透過型電子顕微鏡観察とX線小角散乱の双方から12回対称準周期構造を実証した。二次元タイリングの構成ユニットの長さは約50nmであり、金属合金(~0.5nm),カルコゲン(~2nm),液晶(~10nm)などの準周期が階層的にスケールアップしたものである。(PRL,Focusに取りあげられた。C&ENのNews of the Weekに取りあげられた。)

印出井努 原著論文 (2006年度)

Tsutomu Indei
“Necessary Conditions for Shear Thickening in Associating Polymer Networks”
J. Non-Newtonian Fluid Mech., Vol. 141, 18-42 (2007)
【概要】テレケリック会合高分子の形成する物理ゲルにおいてシアシックニングが現れるための条件を,組替えネットワーク理論に基づいて調べた。張力の非線型項が大きい鎖はシックニングを起こしやすいが,ある臨界値より大きい鎖は会合基の解離率と張力との結合が強くなるためシックニングを起こしにくいことを示した。(田中文彦:鎖の張力モデルの発案)

田中文彦 原著論文 (2006年度)

Yukinori Okada, Fumihiko Tanaka, Piotr Kujawa, and Françoise M. Winnik
“A Unified Model of Association-Induced LCST Phase Separation and its Application to Solutions of Telechelic PEOs and of telechelic PNIPAMsin Water”
J. Chem. Phys., Vol. 125, 244902-1 – 244902-11 (2006)
【概要】汎用性高分子であるポリエチレンオキシド,感熱性高分子のポリイソプロピルアクリルアミド等の両末端を疎水基で修飾することによる水溶液の相分離挙動の変化に関し,末端会合高分子系に対する統計熱力学モデルを構築して解析を行った。スピノダル線,ゾル・ゲル転移線の分子量依存性に関して詳細な知見が得られた。(岡田幸典:D3院生 相図の理論計算)
Yukinori Okada and Fumihiko Tanaka
“Pressure-Conrolled Thermoreversible Gelation”
Macromolecules, Vol. 39, 8153-8162 (2006)
【概要】圧力制御による重縮合系のゾル・ゲル転換の新規な方法を導入し,反応度が水蒸気圧とともにどのように変化するかに関して理論解析を行った。TEOSやTMOSの加水分解・脱水縮合系のゾル-ゲル過程に応用可能である.高圧下では逆反応が進行し,再帰ゾル相が現れることが判明した。(岡田幸典:D3院生 相図の理論計算)
Toshio Nakao, Fumihiko Tanaka, and Shinzo Kohjiya
“New Cascade Theory of Branched Polymers and its Application to Size Exclusion Cheromatography”
Macromolecules, Vol. 39, 6643-6652 (2006)
【概要】ゲル化反応に対するカスケード理論を一般化し,生成する分岐ポリマーのサイズ分布を算出する一般的な理論を構築した。これを実際のサイズ排除クロマトグラフィーの実験解析に適用し,得られた分布関数のプロファイルが良好な結果を与えることを確認した。(中尾俊夫,麹谷信三 理論展開と数値計算)
Fumihiko Tanaka and Tsuyoshi Koga
“Nonaffine Transient Network Theory of Associating Polymer Solutions”
Macromolecules, Vol. 39, 5913-5920 (2006)
【概要】テレケリック会合高分子の形成する組替えネットワークの流動特性を解析するため,従来展開してきたアフィン網目理論のアフィン変形の仮定を取り除き,架橋点の揺動と拡散の効果を取り入れた非アフィン網目理論を構築した。この理論をもとに線型の複素弾性率を計算し,緩和がマクスウェル型からはずれることを見出した。弾性率のコール・コールプロットの形から架橋点の多重度が推定できることが判明した。(古賀 毅 非アフィンモデルの数値解析)
Fumihiko Tanaka
“Thermoreversible Gelation is a Bose-Einstein Condensation”
Phys. Rev. E, Vol. 73, 061405-1 – 061405-6 (2006)
【概要】疎水化水溶性高分子溶液で見られるような組替え可能な架橋で形成される熱可逆性のゲル現象は,浸透圧圧縮率の微係数が不連続であるような3次の熱力学的相転移となることを示し,その実験的検証法を提案した。
Piotr Kujawa, Fumihiko Tanaka, and Françoise M. Winnik
“Temperature-Dependent Properties of Telechelic Hydrophobically Modified Poly(N-isopropylacrylamides) in Water: Evidence from Light Scattering and Fluorescence Spectroscopy for the Formation of Stable Mesoglobules at Elevated Temperatures”
Macromolecules, Vol. 39, 3048-3055 (2006)
【概要】両末端が炭素数18個のアルキル鎖で疎水化されたポリイソプロピルアクリルアミド水溶液の溶液中での末端鎖の会合挙動を光散乱法と蛍光偏光解消法を用いて調べた。希薄領域では感熱相転移温度以下ではフラワーミセルが形成され,昇温とともにミセル間の凝集が起こり,転移温度以上ではそれらがメソスケールの会合体(メソグロビュール)に成長し,メソグロビュールは何らかの原因で安定化され相分離に至らないことが判明した.安定化は,ガラス転移,電荷効果等で説明が試みられているが,現在のところの分子論的メカニズムは不明である。(P. Kujawa,F. M. Winnik 高分子の合成と物性測定)

松下裕秀 原著論文 (2006年度)

Daisuke Kawaguchi, Takashi Nishu, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Direct Observation of an Isolated Cyclic Sodium Poly(styrenesulfonate) Molecule by Atomic Force Microscopy”
Polym. J., Vol. 39, 271-275 (2007)
【概要】環状ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを調製し、それをマイカ基板上に孤立させ、環状構造を原子間力顕微鏡(AFM)により直接観察した。AFM観察より得られた見かけの分子鎖長と分子量から見積もられる分子鎖長とが対応した。
Yushu Matsushita
“The Creation of Hierarchically-Ordered Nanophase Structures In Block Polymers Having Various Competing Interactions”
Macromolecules, Vol. 40, 771-776 (2007)
【概要】3種類の複合高分子系からの新しいモルフォロジー構築についてまとめ た。第一はABC星型共重合体からのアルキメデスタイリングなど二次元タイリ ング構造、第二はブロック共重合体同士を水素結合で結んだ複合高分子からの 階層構造、第三は異なる長さを持つ多元ブロック共重合体からの二重周期構造 構築に関するものである。
Atsushi Takano, Yuki Kushida, Kayoko Aoki, Keisuke Masuoka, Kenichi Hayashida, Dong Cho, Daisuke Kawaguchi, and Yushu Matsushita
“HPLC Characterization of Cyclization Reaction Product Obtained by End-to-end Ring Closure Reaction of a Telechelic Polystyrene”
Macromolecules, Vol. 40, 679-681 (2007)
【概要】両末端間環化反応で合成した反応混合物をHPLCで精密に分析した。特に LCCC(Liquid Chromatography at the Critical Condition)法を用いて線状高分子と環状高分子の分離を高効率 で行い、前者では15量体まで、後者では5量体までの生成比を定量的に分析した。(高野敦志:試料の合成, 川口大輔:SEC を用いた分析, 松下裕秀:LCCCを用いた分析)
Kenichi Hayashida, Atsushi Takano, Shigeo Arai, Yuya Shinohara, Yoshiyuki Amemiya, and Yushu Matsushita
“Systematic Transition of the Tiling Patterns Formed by ABC Star-shaped Terpolymers”
Macromolecules, Vol. 39, 9402-9408 (2007)
【概要】I(1.0)S(Y)P(2.0)で表記される3成分星型ブロック共重合体を試とし、TEMとSAXSを用いてバルク状態のシリンダー断面構造を観察した。Xが増加するにつれてタイリングパターンが変化するが、一つの成分のドメインが2種表れる構造が複数出現した。各成分のドメインを作る多角形の辺数の平均値を用いるとパターンは[4.6.12],[5,5,10],[4.6.7.10]および[4.6.12] と変化した。(松下裕秀:構造解析, 高野敦志:試料の調製)
Atsushi Noro, Masatoshi Okuda, Fumitake Odamaki, Daisuke Kawaguchi, Naoya Torikai, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Chain Localization and Interfacial Thickness in Microphase-Separated Structures of Block Copolymers with Variable Composition Distributions”
Macromolecules, Vol. 39, 7654-7661 (2006)
【概要】組成分布の広い2元および3元ブロック共重合体の薄膜中の構造を中性子反射率法で解析し、特定分子のセグメント分布を調べた。2元、3元ともに短い鎖はドメイン界面付近に、長い鎖の末端はドメイン中央に局在する傾向にあるが3元の方がより局在化がより顕著である事がわかった。(松下裕秀:反射率測定と構造解析, 高野敦志:試料の調製)
Jun Masuda, Yutaka Nagata, Atsushi Noro, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Nanophase-separated Synchronizing Structure with Parallel Double Periodicity from an Undecablock Terpolymer”
Phys. Rev. Lett., Vol. 97, 098301-098301 (2006)
【概要】3成分多元ブロック共重合体から同じ方向にラメラ状の二つの周期を持つ階層構造を構築した。試料はポリ2-ビニルピリジン(P),、ポリイソプレン(I)およびポリスチレン(S)から構成されるPISISISISIP型の11元ブロック共重合体で両端のPの鎖長のみが長い。モルフォロジー観察より、P-I-S-I-S-Iを単位とした周期性の高いラメラ構造の生成を確かめた。その周期は88nm, IS 単位のそれは 16nmである。(松下裕秀:計画立案と構造解析, 高野敦志:試料の合成と構造観察)
Daisuke Kawaguchi, Keisuke Masuoka, Atsushi Takano, Keiji Tanaka, Toshihiko Nagamura, Naoya Torikai, Robert. M. Dalgliesh, Sean. Langridge, and Yushu Matsushita
“Comparison of Interdiffusion Behavior between Cyclic and Linear Polystyrenes with High Molecular Weights”
Macromolecules, Vol. 39, 5180-5180 (2006)
【概要】高純度環状ポリスチレンの薄膜中の拡散挙動を線状高分子のものと比較した。線状、環状ともに同分子量の重水素ラベルポリマーと非ラベルポリマーを用意し、シリコンウエファー上に2層薄膜を調製した。D体/H体界面の温度変化を中性子反射率法で調べ、環状分子の拡散速度は線状のものよりも大きいことを示した。(松下裕秀:試料の分子特性評価, 高野敦志:試料の合成, 川口大輔:反射率測定と構造解析)
Kenichi Hayashida, Wataru Kawashima, Atsushi Takano, Yuya Shinohara, Yoshiyuki Amemiya, Yoshinobu Nozue, and Yushu Matsushita
“Archimedean Tiling Patterns of ABC Star-shaped Terpolymers Studied by Micro-beam Small Angle X-ray Scattering”
Macromolecules, Vol. 39, 4869-4869 (2006)
【概要】高純度環状ポリスチレンの薄膜中の拡散挙動を線状高分子のものと比較した。線状、環状ともに同分子量の重水素ラベルポリマーと非ラベルポリマーを用意し、シリコンウエファー上に2層薄膜を調製した。D体/H体界面の温度変化を中性子反射率法で調べ、環状分子の拡散速度は線状のものよりも大きいことを示した。(松下裕秀:構造観察と解析, 高野敦志:試料の合成)
Atsushi Noro, Yutaka Nagata, Atsushi Tanako, and Yushu Matsushita
“A Diblock-Type Supramacromolecule via Biocomplementary Hydrogen Bonding”
Biomacromolecules, Vol. 7, 1696-1699 (2006)
【概要】2種の異なるポリマー末端にオリゴヌクレオチドユニットを複数個導入した分子を合成し、相補的核酸塩基間の水素結合を利用してブロック共重合体型の複合超分子を構築した。試料はポリスチレンの末端にデオキシアデノシンポリ4ートリメチルシリルスチレンの末端にチミジンを持つ分子である。溶液状態で2種を混合し、溶媒キャストからフィルムを得、TEM,SAXS測定から明瞭なナノ相分離構造を確認した。(松下裕秀:構造解析, 高野敦志:試料の調製)