熊木研究室 の紹介 - Yamagata...

熊木研究室（H20.４～）の紹介

山形大学・工学部・機能高分子工学科

熊木治郎

H2３-８-１９ 201１年度研究開発プロポーザル 研究室紹介

Yamagata University.

モットー：高分子を目で見て、直接触ったような研究

Ｍ２ Ｍ１ Ｂ４

泉妻 孝迪

板垣 亮祐

柴田恒一郎

杉原 孝樹

高梨 ゆま

増子 直也

渡邉 謙次

安斎 貴寛

生熊 龍介

佐藤 剛

橋本 紘志

伊藤 幸貴

藤田 良

古舘謙志郎

三宅 優弥

渡邉 良太

Basics of Atomic Force Microscopy 原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscopy)

Yamagata University.

3 dimension

dilute solution amorphous solid crystal

2 dimension single chain amorphous solid crystal

孤立鎖、非晶、結晶等の構造を理解することは極めて重要。但し、３次元サンプルでは分子レベルの観察は限定される。

Langmuir-Blodgett(LB)法とAFMの組み合わせは、構造を分子レベルで検討するのに非常に有力

高分子のAFM観察

Yamagata University.

AFMによる高分子一本鎖の運動観察

Mn = 176,000 Mw/Mn = 1.21

mm = 98%

isotactic PMMA

71%RH (82.5min) + 54%RH (54 min)

基板上での “reptation”的運動

480x530nm

j

20

23

40

85

94

n

91

60

74

26

11 min

J. Kumaki, et al. Macromolecules 2006, 39, 1209.

Yamagata University.

吸着水厚み：0.35 nm (71%RH)

0.2 nm (54%RH)

基板上の分子は、巨視的なへびと同様な運動 挙動を示す

高分子の表面現象の解明

動的な機能を持つナノマテリアルの創出

3次元では困難であるこれらの構造を、２次元では 観察できる可能性がある。

結晶構造のモデル 奥居徳昌、高分子の結晶

Yamagata University.

1

3

B

3

C

D

B

1 2

2 C

E

F G

A

D

100 x 75 nm

it-PMMA のラメラ結晶（LB膜） 圧縮速度0.01mm/s (～13h)

Height

２次元結晶で分子の折りたたみ、タイ分子、結晶欠陥を観察可能

J. Kumaki, et al. JACS 2005, 127, 5788.

Yamagata University.

熱処理サンプルの高倍観察

it-PMMA (Mn: 176K)

50℃ x 12 h

Height Phase

100 x 100 nm

Yamagata University.

Height

30℃、35%RH

21 min / 6 images

1 3 5 7

106 ｘ 131 nm

it-PMMA (176K)

ラメラ結晶の高倍動的観察

タイ分子

折りたたみ鎖

動的観察でルーズなタイ分子も可視化可能

Yamagata University.

Phase, width:１００ nm

it-PMMA B4:相場君（H20年）

Yamagata University.

Hight, 47 %RH

width:214 nm ｘ 220 nm

孤立鎖の運動 折りたたみ鎖結晶

it-PMMA二次元結晶の融解挙動

as deposited

40℃ 60℃

30℃

Width:100nm

融点

２次元

in-situ AFM 30℃

３次元

DSC 134℃

M２:高梨ゆま

融解を分子鎖レベルで観察可能

2次元結晶は、著しく融点降下

相溶系ポリマーブレンドの分子鎖観察

２次元 ３次元

M２:杉原孝樹

Poly(nonyl acrylate)/PMMA

LB膜 (100/2)

0.55nm

2.10nm

10mN/m NPMMA(LB)=54

NPMMA(AFM)=54 Poly(nonyl acrylate)

PMMA

相溶系ブレンド中の分子鎖を 初めて可視化

分子鎖レベルでブレンドの 検討が可能に

最近の成果

募集

高分子を分子レベルで研究してみたい人

とことん実験する人（そこまでやるか？）

できるだけ大学院に進学希望の人

専修コースは問わない

Yamagata University.

野球・バレー・サッカーのできる人