研究成果

混ざり合わないポリマーを完全に混ぜる手法を開発 -プラスチックの持つ機能を飛躍的に向上-


2015年07月02日


     植村卓史 工学研究科准教授、北川進 物質-細胞統合システム拠点(iCeMS=アイセムス)拠点長・教授らの研究グループは、九州大学および東北大学の研究グループと協力し、無数のナノ空間を有する多孔性金属錯体(PCP)の細孔内で異なる種類のポリマーを順次合成し、得られた複合体からPCPのみを除去することで、数ナノメートル以下のレベルで混合されたポリマーブレンドを取り出すことに成功しました。

     本研究成果は、英科学誌「Nature Communications」誌のオンライン版に2015年7月1日付けで掲載されました。

    研究者からのコメント

    植村准教授

     本研究で開発したPCPによる鋳型法を利用すれば、あらゆる種類のポリマーを分子レベルで完全に混合できる可能性があることから、プラスチック材料の品質を大幅に高める目的や、これまでにない機能性材料を産み出す新技術として自動車、電子機器、情報、土木、医療、食品、スポーツなどの幅広い分野での利用が期待されます。

    概要

     プラスチックをはじめとしたポリマー材料は軽量性や加工性、強度、透明性などに優れていることから、土木・建築から電子部品、食品、医療、航空・自動車産業に至るまでさまざまな産業分野で利用されています。昨今ではポリマー材料のニーズがいっそう高度化・多様化しているため、種類の異なるポリマーを混ぜ合わせた「ポリマーブレンド」の作成により、個々のポリマーでは実現できない新しい性質や機能を持った材料の開発が行われています。しかし、ほとんどのポリマーブレンドにおいて、異種ポリマーをナノメートルレベルで混合することは不可能で、それぞれのポリマーが数ミクロン程度の大きさで固まった相分離が起こってしまうという課題がありました。

     そこで、本研究グループは、PCPの細孔内で異種ポリマーを順次合成し、その後、PCPを除去することで、ポリマー同士を数ナノメートル以下のレベルで混合することに成功しました。本手法により、元来混合しない組み合わせのポリマーでも分子レベルで混合させることができ、低性能なプラスチック材料を大幅かつ合理的に高機能化できる可能性を示しました。


    多孔性物質を鋳型とすることで、絶対に混ざり合わないと言われていたポリマーを分子レベルで完全に混ぜ合わせる手法

    詳しい研究内容について

    混ざり合わないポリマーを完全に混ぜる手法を開発 -プラスチックの持つ機能を飛躍的に向上-

    書誌情報

    [DOI] http://dx.doi.org/10.1038/ncomms8473

    [KURENAIアクセスURL]http://hdl.handle.net/2433/210216

    Takashi Uemura, Tetsuya Kaseda, Yotaro Sasaki, Munehiro Inukai, Takaaki
    Toriyama, Atsushi Takahara, Hiroshi Jinnai & Susumu Kitagawa
    "Mixing of immiscible polymers using nanoporous coordination templates"
    Nature Communications 6, Article number: 7473 Published 01 July 2015

     

    • 京都新聞(7月2日 23面)および日刊工業新聞(7月2日 21面)に掲載されました。

     

    ※ 物質-細胞統合システム拠点(iCeMS=アイセムス)は、文部科学省「世界トップレベル研究拠点(WPI)プログラム」に平成19年度に採択さ れた拠点です。WPIプログラムは、第一線の研究者が是非そこで研究したいと世界から多数集まってくるような、優れた研究環境ときわめて高い研究 水準を誇る「目に見える研究拠点」の形成を目指しています。


    混ざり合わないポリマーを完全に混ぜる手法を開発 -プラスチックの持つ機能を飛躍的に向上-
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