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【11:00-12:30】
１． ポリマーブラシの基礎とその応用展開
(国研)物質材料研究機構 高分子・バイオ材料研究センター
高分子材料分野 表面制御高分子チーム チームリーダー 吉川 千晶 氏
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【習得できる知識】
表面特性を自在に制御する技術は環境、生活、医療、工業など幅広い分野で重要である。高分子の化学組成や高次構造を制御することで、本来の性質を向上させる、或いは、表面に新しい機能を付与することなどが可能である。
本講演ではポリマーブラシ技術の基礎について解説するとともに、船底塗料を例に、実用化や社会実装に向けた応用展開の可能性について紹介する。
【講座の趣旨】
濃厚ポリマーブラシは特徴的な構造・機能を発現するため、材料表面に新しい機能を与える表面制御技術として期待されています。そこで、濃厚ポリマーブラシの特性や機能について紹介するとともに、社会実装に向けてどのように展開できるかを考察します。
１．はじめに／ポリマーブラシ
1.1 ポリマーブラシの合成
1.2 ポリマーブラシの構造・物性
1.3 ポリマーブラシの防汚性能（生体汚損）
２．ボトルブラシポリマー
2.1 ボトルブラシポリマーの構造
2.2 ボトルブラシポリマーの合成
2.3 ボトルブラシポリマーの防汚性能（海洋生物汚損）
2.4 ボトルブラシポリマーの長期安定性
３．まとめと今後の課題
【質疑応答】
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【13:15-14:35】
２． 液晶高分子ブラシの作製と光応答機能
名古屋大学 大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 教授 工学博士 関 隆広 氏
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【習得できる知識】
液晶配向、液晶高分子、 光応答性高分子薄膜、分子配向制御
【講座の趣旨】
高密度高分子ブラシは表面開始リビング重合で作成できる。液晶高分子にこの手法を適用した際の特徴を解説する。さらに最近、表面偏析現象と液晶分子の自己組織化作用を利用して、高密度な高分子ブラシを簡便に作製する手法も開発した。液晶や液晶高分子に触れながら、これらの研究背景と研究展開を紹介する。
１．液晶
1-1 液晶とは
1-2 液晶高分子
２．液晶の光配向
2-1 表面光配向
2-2 最近の展開と応用
３．液晶高分子の表面ブラシの作製
3-1 高分子ブラシ中の配向特性
3-2 光配向特性
3-3 液晶表面配向特性
４．液晶の自己組織化を利用した簡便な高分子ブラシの作製
4-1 表面偏析
4-2 自己組織化高分子ブラシの特性
4-3 側方拡散挙動
【質疑応答】
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【14:40-16:00】
３．精密ラジカル重合によるポリマーブラシ合成と構造-物性相関及びタンパク質との相互作用解析
東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 特任講師 博士(工学) 増田 造 氏
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【習得できる知識】
・ポリマーブラシの精密合成と構造解析法
・ポリマーブラシの構造と物性
・ポリマーブラシをモデル界面する界面物性とタンパク質吸着の関係
・生体材料界面の分子設計
・機械学習モデリング
【講座趣旨】
材料界面の分子設計は、濡れや摩擦といった界面現象の制御や生体材料創製において非常に重要な役割を担う。精密ラジカル重合により得られるポリマーブラシは、膜厚や密度が制御された高分子界面であり、構造―物性相関に適する。本講座では、ポリマーブラシの精密合成と構造解析法の基礎について詳細に講義する。これに基づいて、生体材料を中心とする応用に関して解説する。またマテリアルズインフォマティクスを活用した高分子界面のモデル化と機能予測について紹介する。
1. ポリマーブラシの精密合成
1.1 高分子の表面修飾：Grafting to法とGrafting from法
1.2 ラジカル重合と精密ラジカル重合 (ATRP, RAFT重合)
1.3 高分子の構造解析
2. 界面の高分子鎖の構造
2.1 グラフト密度と高分子の構造
2.2 スケーリング則
3. ポリマーブラシの構造・物性解析法
3.1 材料界面の構造解析法 (XPSによる表面元素分析など)
3.2 接触角と表面自由エネルギー
4. ポリマーブラシを利用した生体材料創製
4.1 QCM-Dによる分子間相互作用計測
4.2 タンパク質吸着の制御
4.3 抗菌材料の解析
5. ポリマーブラシをモデル界面とする機械学習予測
5.1 マテリアルズインフォマティクスの基礎
5.2 ポリマーブラシの表面物性, タンパク質吸着量の予測モデル
【質疑応答】
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