【論文・著書】【口頭発表・講演】【特許】【受賞】   高分子メゾスコピックダイヤモンド構造の構築 高野　敦志 【成果の概要】 　本研究の目的は、3種類の高分子鎖からなるABC星型ブロック共重合体を精密合成し、その自己組織化を利用して2次元準結晶構造や3次元ダイヤモンドネットワーク構造を構築することである。光に対するバンドギャップによって、特定の波長の光を完全に遮断する機能を有するフォトニック結晶は、光の絶縁体として注目されているが、2次元準結晶構造や3次元ダイヤモンド構造は有望である。実用的なフォトニック結晶の作成は微細加工のようなトップダウン方式で進められているが、ボトムアップ方式により目的構造を構築することが重要なテーマである。その一つの解答が高分子複合材料の自己組織化を利用することであり、これが実現すれば、構造周期の制御、ならびに材料加工性から極めて有用と考えられる。本研究では、アニオン重合法を用いて分子量、組成、そして分子鎖間の相互作用を精密に制御したABC星型共重合体試料を用いて多数の構造構築を試みた。 　ポリイソプレン（I）、ポリスチレン（S）、ならびにポリ(2-ビニルピリジン)（P）からなり、様々な組成を持つISP星型共重合体を調製し、その凝集構造を調べた結果、まずI1S2.7P2.5の組成比を有する試料において図1(a)のような非常に特異的なシリンダー状構造が形成されていることがわかった。補助線を引いて正三角形と正方形から成るユニットに分け、その配置を調べた結果、ほぼランダムに正三角形と正方形ユニットが敷き詰められていることがわかった。TEM像、ならびにX 線小角散乱(SAXS)パターンの詳細な解析の結果、その断面構造は12回対称準結晶構造であることが示された1)。この構造は合金系、液晶分子系など比較的低分子でのみ見つかっている構造で、周期の大きな高分子系では初めての発見である。さらに、I1S2.3P0.8の組成比を有する試料において図1(b)のような2種類の球状ドメインが規則的に配置された3次元ネットワーク構造が形成されていることがわかった。TEM、ならびにSAXSによる構造解析の結果、I、ならびにPから成る球状ドメインはそれぞれ閃亜鉛鉱（ZnS）型構造を取っていることが確認された2)。ここで、両球状ドメインを等価な球とみなせば、この球状ドメインはダイヤモンド型ネットワーク構造を形成していることになる。 　 現在、このような様々な組成のABC星型共重合体を用いて、その光学特性評価を進めている。 1) K.Hayashida et al. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2007, 98 (19), 195502 2) K.Hayashida et al. Macromolecules 2008, 41, 6269 図1　(a) I:S:P=1:2.7:2.5の試料による12回対称準結晶構造、構成単位である正三角形と正四角形の配列はランダムなタイリングをしている。(b) I:S:P=1:2.3:0.8の試料による閃亜鉛鉱（ZnS）型構造、I（黒）とP（灰）の２種類の球状ドメインが規則的にネットワーク構造を形成している。 【論文・著書】【口頭発表・講演】【特許】【受賞】 【主な論文・著書】 著者 K. Hayashida, A.Takano, T. Dotera, and Y. Matsushita 表題 Giant Zincblende Structures Formed by an ABC Star-Shaped Terpolymer/Homopolymer Blend System 発表先 Macromolecules 掲載日 2008/9/9 著者 A. Takano, W. Kawashima, S. Wada, K. Hayashida, S. Sato, S. Kawahara, Y. Isono, M. Makihara, N. Tanaka, D. Kawaguchi, Y. Matsushita 表題 Composition dependence of nanophase-separated structures formed by star-shaped terpolymers of the A(1.0)B(1.0)C(x) type 発表先 JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART B-POLYMER PHYSICS 掲載日 2007/8/15 著者 Kenichi Hayashida, Noriyuki Saito, Shigeo Arai, Atsushi Takano, Nobuo Tanaka, and Yushu Matsushita 表題 Hierarchical morphologies formed by ABC star-shaped terpolymers 発表先 MACROMOLECULES 掲載日 2007/5/15 著者 K.Hayashida, A.Takano, Y. T.Dotera and Y. Matsushita 表題 Polymeric quasicrystal: Mesoscopic quasicrystalline tiling in ABC star polymers 発表先 PHYSICAL REVIEW LETTERS 掲載日 2007/5/11 著者 A.Noro, M.Okuda, F.Odamaki, D.Kawaguchi, N.Torikai, A.Takano, Y.Matsushita 表題 Chain localization and interfacial thickness in microphase-separated structures of block copolymers with variable composition distributions 発表先 Macromolecule 掲載日 2006/10/31 著者 Masuda J, Takano A, Nagata Y, Noro A, Matsushita Y 表題 Nanophase-separated synchronizing structure with parallel double periodicity from an undecablock terpolymers 発表先 PHYSICAL REVIEW LETTERS 掲載日 2006/9/1 著者 K.Hayashida, A.Takano, S.Arai, Y.Shinohara, Y.Amemiya, Y.Nozue, and Y.Matsushita. 表題 Systematic Transition of Tiling Pattern Formed by ABC Star-Shaped Terpolymers 発表先 Macromolecules. 掲載日 2006/12/26 著者 K.Hayashida, W.Kawashima, A.Takano, Y.Shinohara, Y.Amemiya, Y.Nozue, and Y.Matsushita. 表題 Archimedean Tiling patterns of ABC Star-Shaped Terpolymers Studied by Microbeam Small-Angel X-ray Scattering 発表先 Macromolecules. 39, 4869-4872, (2006) 掲載日 2006/7/11 著者 A.Takano, W.Kawashima, A.Noro, Y.Isono, N.Tanaka, T.Dotera, Y.Matsushita 表題 Mesoscopic Archimedean Tiling Having a New Complexity in An ABC Star Polymer. 発表先 J. Polym. Sci. Polym. Phys. Ed. 掲載日 2005/9/15 【主な発表・講演】 発表者 高野敦志 表題 環状高分子、ならびにその同族体の精密合成とキャラクタリゼーション 発表の場 第38回中部化学関係学協会支部連合秋季大会 発表日 2007/11/11 発表者 高野敦志 表題 リングポリマー −合成、分離精製からバルクの性質まで 発表の場 科研費特定領域研究「ソフトマタ−物理」領域シンポジウム 発表日 2007/6/23 発表者 高野敦志 表題 環状ブロック共重合体を用いた熱可塑性エラストマー中におけるループ/ブリッジ配置比の粘弾性的検討 発表の場 プラスチック成形加工学会 発表日 2007/6/8 発表者 高野敦志 表題 環状高分子の合成と物性−末端効果の解明を目指して− 発表の場 材料レオロジー研究会 発表日 2007/1/12 発表者 A.Takano 表題 Characteristic Self-Assembled Structures from ABC Star-Shaped Terpolymers 発表の場 Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures 発表日 2008/12/21 発表者 A.Takano 表題 Chain dimension of ring polystyrenes in solutions 発表の場 Workshop of Knots and soft matter physics: topology of polymers and related topics in physics, mathematics and biology 発表日 2008/8/27 発表者 A.Takano 表題 Chain Conformation of Ring-shaped Polystyrenes in Solutions and Bulk 発表の場 The Second Japan-Taiwan Workshop on Neutron Scattering of Bio-materials, Soft-Matters and Nano-materials 発表日 2007/12/7 発表者 A.Takano 表題 Preparation, Characterization and the Solution Properties of Cyclic Polymers 発表の場 The Second International Symposium on Polymer Materials Science 発表日 2007/10/11 発表者 A.Takano 表題 Characteristic Cylinder-Based Microphase-Separated Structures from ABC Star-Shaped Terpolymers 発表の場 International Symposium on Polymer Physics (PP’2006) 発表日 2006/6/5 発表者 Atsushi Takano, Kenichi Hayashida, Tomonari Dotera, Yushu Matsushita 表題 Mesoscopic Archimedian Tiling Patterns in ABC Star-Shaped Terpolymers 発表の場 APS March Meeting (Denver, Colorado, U.S.A.) 発表日 2007/3/8 発表者 高野敦志 表題 ABC星型ブロック共重合体を用いた新規ナノ相分離構造制御 発表の場 平成18年度九州支部有機材料研究会（高分子学会） 発表日 2007/1/13 発表者 高野敦志、林田研一、松下裕秀 表題 ABC星型ブロック共重合体の自己組織化を利用したモルフォロジー制御Morphological control using self-assembly of ABC star-block terpolymers 発表の場 第17回日本MRS学術シンポジウム 発表日 2006/12/9 発表者 高野敦志 表題 複合高分子を用いた特殊2次元タイリング構造の構築 発表の場 表面技術協会ナノテク部会(名古屋大学VBL) 発表日 2006/1/24 発表者 A.Takano, K.Masuoka, T.Asari, D.Cho, D.Kawaguchi and Y.Matsushita 表題 Preparation and Precise Characterization of Ring-shaped Polystyrenes. 発表の場 PACIFICHEM 2005(環太平洋化学会 2005) 発表日 2005/12/15 発表者 Y. Matsushita, W. Kawashima, A. Noro, A.Takano and T. Dotera 表題 Mesoscopic Archimedean Tilings in ABC Star Polymers 発表の場 PACIFICHEM 2005 発表日 2005/12/15 【特許】 発明の 名称   出願番号   発明者   出願人   【受賞】 賞の名称 Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics 2007 Prize 団体機関 Wiley InterScience タイトル A Mesoscopic Archimedean Tiling Having a New Complexity in an ABC Star Polymer 受賞日 2007/3/7 ▲ページトップ Copyright (C) 2005 Structure Control and Function. All Rights Reserved.