高分子溶液学研究室

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溶液中の高分子の形と性質を解き明かす。

高分子溶液学研究室は、溶液中の高分子の分子形態や、自己組織化でできる集合体、溶液の相分離を研究しています。
高分子は溶液中できわめて多様な形をとり、低分子には見られない特有の性質を示します。
小角X線散乱や光散乱、分光法を使い、孤立した高分子鎖から集合体、ナノ複合体まで、構造と性質を定量的に調べます。
近年の研究紹介では、プルランやアミロースなどの多糖の誘導体を材料に、水溶液中でできるミセルの構造などを調べています。

Research研究课题

溶液中の高分子は多様な分子形態をとり、低分子には見られない特有の性質を示します。この研究室では、その振る舞いを物理化学の視点から調べ、高分子内や溶媒分子との相互作用で変わる分子形態、ミセルなどの構造体、溶液の相分離の解明に取り組んでいます。

※示意图

多糖誘導体の分子形態の違い↗

プルランの誘導体2種を溶媒に溶かし、鎖の硬さを調べています。同様の置換基をもつアミロース誘導体に見られる剛直ならせん構造は、プルラン誘導体では形成されないことが分かりました。

※示意图

サイズのそろった多糖ミセル↗

デシルコハク酸無水物で修飾したプルランは、置換度が0.46〜0.72の試料で水によく溶け、粒径が均一なミセルが直線状につながったフラワーネックレス型ミセルをつくります。pHを変えるとミセルの大きさが変わることも確かめています。

※示意图

アラビノガラクタンの分子形態↗

植物由来の多糖アラビノガラクタン3種について、溶液中の分子形態を小角X線散乱と動的光散乱で調べました。直鎖状のものは柔軟な高分子として振る舞い、分岐型はハイパーブランチ高分子のモデルで説明できました。

重合しながら秩序構造をつくる↗

親溶媒性の高分子の端からモノマーを重合してブロック共重合体をつくるとき、重合が進むと溶けなくなるようにモノマーと溶媒を選ぶと、重合につれて自己組織化が起こります。比較的高い濃度で進めると、秩序性の高いさまざまなミクロ相分離構造ができることを明らかにしました。

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