リビング超分子重合を基盤技術とした分子性１次元コロイドの開発およびその物性研究

以活性超分子聚合为基础技术的分子一维胶体的开发及其物性研究

• 批准号: 22H02134
• 负责人: 杉安 和憲
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02134/
• 关键词: コロイド; 超分子ポリマー; 自己集合

本研究では、高分子化学と超分子化学の手法を駆使して長さが制御された単一分子幅の１次元コロイドを精密合成し、その物性を探究することを通じて、これまでのコロイド科学とは一線を画した『精密コロイド科学』とも呼ぶべき研究領域を開拓する。本研究で合成する１次元コロイドは、カーボンナノチューブや微小管などの従前の１次元コロイドとは異なり、その長さ、表面電荷の密度や分布、親水/疎水性、セグメント配列、持続長や曲率など、コロイドを特徴づける化学的・構造的なパラメータを自在に制御できることを大きな長所とする。得られた１次元コロイドの構造とその分散液の物性との相関を解明することによって、応募者が提案する『分子性１次元コロイド』の設計性の高さを示し、コロイド物性を分子論的にチューニングできることを実証する。今年度は超分子ポリマーのモノマー分子を合成した。モノマーの側鎖には共有結合によって重合が可能な官能基を導入した。このモノマーが，脂肪族炭化水素系溶媒中において自己集合し，１次元の超分子ポリマーを形成することを確認した。こうして得られた超分子ポリマーの溶液にラジカル開始剤を添加し，側鎖を重合することによって１次元超分子ポリマーを化学的に固定化した。得られた１次元超分子ポリマーは，クロロホルム等のハロゲン系有機溶媒中においても分解しないことを原子間力顕微鏡観察によって確認した。固定化前の超分子ポリマーは，ハロゲン系溶媒中でモノマーにまで解重合するため，この結果から，固定化によって超分子ポリマーが共有結合によって固定化されたことがわかった。

在这项研究中，我们将利用高分子化学和超分子化学技术来精确合成具有单分子宽度和受控长度的一维胶体，并探索其物理性质，开创了一个可以称为“精密胶体科学”的研究领域。 .”本研究合成的一维胶体在长度、表面电荷密度和分布、亲水性/疏水性、链段排列、持久长度和曲率等方面不同于碳纳米管和微管等常规一维胶体，是其主要优点。是可以自由控制表征胶体的化学和结构参数。通过阐明所获得的一维胶体的结构与其分散体的物理性质之间的相关性，我们将证明申请人提出的“分子一维胶体”的高水平可设计性，并且我们将能够从分子理论的角度解释胶体的物理性质，证明可以调整。今年，我们合成了超分子聚合物的单体分子。通过共价键将能够聚合的官能团引入到单体的侧链中。证实该单体在脂肪族烃溶剂中自组装形成一维超分子聚合物。将自由基引发剂添加到以这种方式获得的超分子聚合物溶液中，并且通过聚合侧链来化学固定一维超分子聚合物。通过原子力显微镜证实，所得一维超分子聚合物即使在氯仿等卤代有机溶剂中也不分解。由于固定前的超分子聚合物在卤素类溶剂中解聚成单体，因此该结果表明超分子聚合物通过固定而被共价键固定。

项目成果

単分子幅で分散可能な超分子ポリマーの合成に向けたモノマー設計の指針

用于合成可分散在单分子宽度的超分子聚合物的单体设计指南

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Shimada;Y. Watanabe;T. Kajitani;M. Takeuchi;Y. Wakayama;K. Sugiyasu;島田 拓馬，若山 裕，竹内 正之，杉安 和憲
• 通讯作者: 島田 拓馬，若山 裕，竹内 正之，杉安 和憲

超分子ポリマーの精密合成

超分子聚合物的精密合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Nonsuwan Punnida;Nishijima Nanami;Sakakibara Keita;Nakaji-Hirabayashi Tadashi;Yoshikawa Chiaki;高坂泰弘;杉安 和憲
• 通讯作者: 杉安 和憲

Living supramolecular polymerization as a tool for the synthesis of mesoscopic structures

活性超分子聚合作为介观结构合成的工具

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshimasa Makita;Yuya Akagi;Yuka Aoyagi;Genta Yakabe;Yuya Hirai;Akihiro Nomoto;Shin-ichi Fujiwara;Akiya Ogawa;Kazunori Sugiyasu
• 通讯作者: Kazunori Sugiyasu

２次元ブロック超分子ポリマーの合成

二维嵌段超分子聚合物的合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Wang Zhichao;Yamazaki Shoko;Morimoto Tsumoru;Takashima Hiroshi;Nakaoku Ayane;Shimizu Makoto;Ogawa Akiya;高坂泰弘;杉安 和憲
• 通讯作者: 杉安 和憲