東北大学 東北大学 大学院工学研究科・工学部 化学・バイオ系

応用化学専攻 応用化学専攻 - 高分子物理化学分野 DEPARTMENT OF APPLIED CHEMISTRY - POLYMER PHYSICS AND CHEMISTRY

ソフトナノ構造の立体イメージング

ソフトナノ構造の立体イメージング

ソフトマテリアル(高分子)が自発的に形成する自己組織化ナノ構造について、最先端の3次元電子顕微鏡技術や計算科学を駆使しながら、その静的・動的状態を3次元的に(立体的に)捉え、高分子の分子構造とナノ構造・機能との相関を明らかにする。高分子ナノ構造の自由自在な制御の学理を構築し、新材料の創製を図る。

ソフトナノ構造の立体イメージング

主な研究テーマ

ブロック共重合体の自己組織化構造とその応用

ブロック共重合体は、異種高分子を共有結合で結合した分子で、高分子鎖間に働く斥力により相分離を起こします。このような自己組織化により生じる構造の大きさは分子の大きさ程度(ナノスケール)になります。異種高分子の分子内比率により様々な形態の周期的なナノ相分離構造が現れることが分かっており、その自在な制御がブロック共重合体の構造研究の面白さと言えます。

ブロック共重合体の自己組織化構造とその応用
3次元電子顕微鏡技術の開発

高分子材料の3次元的な観察・解析のために、透過型電子顕微鏡法(TEM)と計算機トモグラフィ(CT)を組み合わせた3次元電子顕微鏡法の開発を行っています。本研究室では、20年以上に渡って未解決のまま放置されてきた傾斜角の制限を顕微鏡に改良を加えることで解決し、真に定量的なナノイメージングを確立しました。

3次元電子顕微鏡技術の開発
有機・無機ナノコンポジット材料の物性研究

ナノスケールの炭素化合物、無機物質や金属などの“フィラー”を高分子中に分散させた“ナノコンポジット材料”が注目を集めています。高分子の強度・導電性・気体透過性・屈折率などを向上させるためにはナノコンポジット化は必須の技術です。本研究室では、ナノコンポジット材料の3次元構造観察と計算科学と組み合わせることで、この材料の物性の予測を行っています。

有機・無機ナノコンポジット材料の物性研究