アルボレッセントポリマーの固定化による機能性表面の構築

通过固定树状聚合物构建功能表面

基本信息

批准号：
21K05185
负责人：
足立馨
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、枝鎖末端に反応性官能基を有するアルボレッセントポリマーの合成法の確立と、基板へのアルボレッセントポリマー固定化技術の確立、アルボレッセントポリマー固定表面の特性解析を行うもので、2022年度は、これまでに確立している多官能アニオン性マクロイニシエーターからのアニオングラフト重合と続く停止剤による末端官能基化により合成したた多分岐高分子を、共有結合にて基板表面に固定化する技術の開発を行った。固定化する基板には表面が平滑なシリコンを用い、シランカップリング剤を用いて表面修飾を行った。ポリマーの表面固定化は、AFMを用いて表面修飾前後の表面形状を観察することで確認した。多官能アニオン性マクロイニシエーターからのアニオングラフト重合の停止反応により各種官能基を検討したところ、ジメチルシリル基を末端に導入したポリマーと、ビニルシラン修飾シリコン基板表面との間のヒドロシリル化反応を用いて、基板表面にポリマーが固定化できることが明らかになった。直鎖高分子および多分岐高分子を固定化したシリコン基板表面の形状を観察したところ、シランカップリング処理した基板はナノレベルで平滑であったのに対して、直鎖高分子を固定化した表面および多分岐高分子を固定化した表面では、ポリマーの固定化に伴う表面凹凸が観察された。またこの凹凸は多分岐高分子を固定化した表面の方が大きく、高分子の一次構造を反映していることがわかった。この結果より、アルボレッセントポリマーの基板固定化法を確立した。

本研究旨在于2022年建立一种在支链末端具有反应性官能团的树状聚合物的合成方法，建立将树状聚合物固定在基材上的技术，并分析树状聚合物固定的表面特性。是由先前建立的多官能阴离子大分子引发剂通过阴离子接枝聚合合成的多支链聚合物，然后用终止剂进行末端官能化，并通过共价键固定在基材表面上。用于固定的基底是具有光滑表面的硅，并且使用硅烷偶联剂对表面进行修饰。通过使用AFM观察表面改性之前和之后的表面形状来确认聚合物的表面固定。我们通过多官能阴离子大分子引发剂的阴离子接枝聚合终止反应研究了各种官能团，发现使用末端引入二甲基甲硅烷基的聚合物与乙烯基硅烷改性硅基材表面之间的氢化硅烷化反应。已经清楚聚合物可以固定在基材表面上。当我们观察固定有线性和多支化聚合物的硅基底的表面形状时，我们发现硅烷偶联基底在纳米水平上是光滑的，而线性聚合物和多支化聚合物固定在硅基底上的表面形状在表面和固定有超支化聚合物的表面上观察到由于聚合物固定而产生的表面凹凸。还发现这些不规则性在固定超支化聚合物的表面上更大，反映了聚合物的一级结构。基于这些结果，我们建立了一种将树状聚合物固定在基材上的方法。