多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論

多元聚合物阵列纳米空间材料的结构设计与物性理论

基本信息

批准号：
20045006
负责人：
堂寺知成
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kinki University (2009)Kyoto University (2008)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

研究題目「多元高分子配列ナノ空間物質の構造設計と物性理論」の研究目的は、多元高分子による全く新しい配列ナノ空間構造を設計構築すること、およびその新規物性の理論研究を行うことであった。特にコロイド結晶では作成できない充填密度が低いダイヤモンド構造創製の成果を世界に発信し、物性発現として未来のデバイス、フォトニック結晶への応用可能性を研究することであった。平成21年度は、新しく発見した階層シャイロイド構造の構造解析を進め、実施計画に基づき研究成果の公表準備をした。また、フォトニックバンド計算の精度を高めるべくコンパクト差分法を導入したFDTD法の開発を進めた。この研究には数値計算の専門家に援助を受け、共同研究に発展しつつある。方法論としての有効性を検証しているところである。次に、高分子の作るシングルジャイロイド構造の螺旋軸に注目し、コレステリック液晶あるいは甲虫などに見られる左右螺旋偏光の反射率が異なるという現象が、多元高分子配列ナノ空間物質でも生ずるという仮説を立て、数値実験で確かめた。この研究は継続する予定である。まとめると当該研究期間で、多元高分子による全く新しい配列ナノ空間構造を設計し、自己組織化を用いて2つの新規な構造(巨大ジンクブレンド構造、階層ジャイロイド構造)を構築することに成功した。これらの研究は物質科学、物理および高分子化学の進展に貢献し、学術的にも意義の高いもので、結晶学、数学への関連も重要だと考えている。また理論的には多元高分子のフォトニック結晶への応用可能性を広げた点、これまで議論されなかった偏光実験を提案するなど新しい物性発現の予言を行った点で当初の目標を達成したと言える。

《多元聚合物阵列纳米空间材料的结构设计与物理性能理论》课题的研究目的是利用多元聚合物设计构建全新的阵列纳米空间结构，并进行理论研究。 Ta的新物理特性。特别是，其目的是向世界传播创造胶体晶体无法创造的低堆积密度金刚石结构的结果，并研究作为物理特性的表现应用于未来设备和光子晶体的可能性。 2009年，我们对新发现的分层shyloid结构进行了结构分析，并根据实施计划准备发表研究成果。我们还开发了FDTD方法，该方法结合了紧致差分法，以提高光子能带计算的准确性。这项研究得到了数值计算专家的协助，并正在发展为一个联合研究项目。我们目前正在验证其作为一种方法的有效性。接下来，我们关注由聚合物形成的单一螺旋结构的螺旋轴，并假设在胆甾型液晶或甲虫中观察到的左右螺旋偏振光的反射率不同的现象也发生在多螺旋体中。这通过数值实验得到了证实。这项研究计划继续进行。总之，在本研究期间，我们利用多组分聚合物设计了一种全新的阵列纳米空间结构，并利用自组装成功构建了两种新结构（巨型锌共混物结构和分层螺旋结构）。这些研究为材料科学、物理学和高分子化学的进步做出了贡献，具有很高的学术意义，我们相信它们与晶体学和数学的联系也很重要。此外，我们实现了最初的目标，因为我们从理论上扩展了将多组分聚合物应用于光子晶体的可能性，并预测了新物理性质的发展，例如通过提出以前没有讨论过的偏振实验。。

项目成果

期刊论文数量（23）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

高分子によるメソスケールの準結晶とアルキメデスタイリング

使用聚合物的介观准晶体和阿基米德造型

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
日本結晶学会誌 51第1号
影响因子：
0
作者：
濱田憲治;大牧正幸;武村亮太;渡辺孝夫;鈴木実;堂寺知成;堂寺知成
通讯作者：
堂寺知成

Dodecagonal quasicrystal in a polymeric alloy II : specific heat

聚合物合金中的十二方准晶体 II：比热

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Philosophical Magazine 88
影响因子：
0
作者：
R. Nomura;A. Osawa;T. Mimori;K. Ueno;H. Kato;Y. Okuda;Tomonari Dotera
通讯作者：
Tomonari Dotera

Quasicrystalline long-range order in an ABC star block copolymar

ABC 星形嵌段共聚体中的准晶长程有序

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Hayashida;A. Takano;T. Dotera;and Y. Matsushita;堂寺知成;堂寺知成;堂寺知成;Tomonari Dotera
通讯作者：
Tomonari Dotera

多元高分子系の作る秩序構造-ラビリンス、準結晶タイリング、ダイヤモンド-

由多组分聚合物系统创建的有序结构 - 迷宫、准晶瓷砖、钻石 -

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Murakawa;Y. Wada;Y. Tamura;M. Wasai;M. Saitoh;Y. Aoki;R. Nomura;Y. Okud;Y. Nagato;M. Yamamoto;S. Higashitani and K. Nagai;堂寺知成
通讯作者：
堂寺知成

高分子メゾスコピックジンクブレンド構造のフォトニックバンド計算

聚合物介观共混锌结构的光子能带计算