Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

トポロジー変換 / ロタキサン / ブロックポリマー / トポロジー効果 / ロタキサン架橋高分子 / ブロック共重合体

本研究では、高分子の連結点におけるロタキサンの機械的結合の動的構造特性の意義を明らかにするため、ロタキサン架橋高分子におけるメカノクロミック特性を示す官能基を組み込むことで、確かにロタキサン架橋が共有結合に加わる応力を緩和して結合の破断を抑制することを明らかにした。また、高分子のロタキサン連結を発展させ、ロタキサン連結高分子のトポロジー変換システムをブロック共重合体に適用した。そしてロタキサン連結点のスイッチがブロック共重合体のトポロジーを、そして組織化構造を変えうることを明らかにした。

ロタキサン架橋された高分子架橋体は力学的な強靭であることから注目されている。しかし詳細なメカニズムは不明な点も多く、効果的なロタキサン架橋の設計に向けた、ロタキサンの機械結合架橋による強靭化の本質の理解が必要である。本研究ではメカノクロモフォアを組み合わせることでロタキサン架橋が架橋点へ集中する応力を効果的に分散していることを示すことに成功した。また、ロタキサン構造で異種高分子を連結したトリブロック共重合体は、その連結点を移動させることでミクロ相分離構造の変換が可能であることを示した。これらの成果は新しいロタキサンを利用した刺激応答性材料の創出につながる重要な成果である。

ブロック共重合体 / 自己組織化 / 生分解性ポリマー / ブロックポリマー / 秩序構造化 / ナノ構造 / DNA / ボトムアップ

本研究では，電子デバイスへの転用を念頭に置き，片方ブロックに異なる生分解性ポリマーを有し，ブロック間にメソゲン様分子を導入した3種のAB型生分解性ブロックポリマー (BCP)が形成する微細構造の解析を行った。
スピンコート膜に対する原子間力顕微鏡観察の結果，各BCP単独ではスピンコート後のアニーリング処理によって異方性構造が発現した。また，2成分混合系（AB +AB’）では第3成分（B’）の導入により，相分離が促進され，アニーリングを必要とせずに異方性構造が観察された。また，無機塩の添加によって，異方性を示す会合体が凝集し，ポリマー毎に異なる，より大きな構造を形成することを見出した。

テレケリックポリマー / ブロック共重合体 / 末端官能基化 / リビングポリスチレン / リビングポリイソプレン / TLC-FID法 / 多段ブロック共重合体 / アニオンリビングポリマー / クロルメチル化ポリスチレン / テレケリックポリマ- / 固相合成法 / ブロックポリマ- / アニオン重合 / リビングポリマ-

スチレン、1、3-ブタジエン、及びイソプレンより得られるアニオンリビングポリマーと、官能基(水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、1、3-ブタジエニル基)をカルバニオン種に対して安定な形で保護した各種ハロゲン化アルキルと反応させることで、上記官能基を持つテレケリックポリマーの新規合成法を開発した。得られたポリマーは、設計通りの分子量と非常に狭い分子量分布を持ち、定量的に官能基が導入されていることが以下の解析により明らかになった。一般にテレケリックポリマーの末端官能基は、その量が少量のため定量は極めて困難である。そこで我々は、NMR、IR、UV、酸-塩基摘定に加え、TLC-FID法や化学反応法などの新しい分析法を開発することにより、これらのポリマー末端に期待通り定量的に官能基が導入されていることを確かめた。さらに、このようにして得られたテレケリックポリマーの末端基を各種反応により、酸無水物、酸塩化物、エステル、クロロホーメートなどのより活性な反応性基に変換することに成功した。同様に、カチオンリビングポリマーと官能基を保護した試薬との反応について、詳細に検討している所である。
このように合成したテレケリックポリマーを用いた多段ブロック共重合体の合成のモデル反応として、末端アミノ化ポリスチレンと末端カルボキシル化(あるいは、より活性なCOC1や酸無水物)ポリイソプレンの反応を試み、条件を選べば、ほぼ定量的に反応が進行することを見いだした。さらにポリスチレンゲル上で同反応を行い、加水分解にすることで、高収率(>90%)でブロック共重合体が得られる条件を見いだした。現在、各種テレケリックポリマーを逐次反応させることで、従来困難とされた構造の明確な多段ブロック共重合体を試みている。

【研究分担者】
中薗和子	東京工業大学	物質理工学院	准教授	(Kakenデータベース)
打田聖	東京工業大学	物質理工学院	講師	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
石曽根隆	東京工業大学	工学部	助手	(Kakenデータベース)