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眞弓皓一 准教授、日本中性子科学会の奨励賞を受賞

眞弓皓一准教授が第19回日本中性子科学会奨励賞を受賞しました。この賞は、中性子科学に関して優秀な研究を発表した40歳未満の者に授与されるものです。授与式は12月1日の日本中性子科学会年会にて行われました。

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受賞対象となった研究は「中性子散乱法を用いたポリロタキサンの分子構造・ダイナミクス解析」です。

眞弓氏は、線状高分子が複数の環状分子を貫いたネックレス状の超分子複合体であるポリロタキサンの分子構造およびダイナミクスについて、中性子小角散乱法および中性子準弾性散乱法を用いて明らかにしてきました。ポリロタキサンは、軸高分子上をスライド・回転することができる環状分子を有したもので、この分子内運動自由度を利用した分子マシンの開発に対して2016年ノーベル化学賞が授与されています。また近年では、ポリロタキサンをゲル・ゴム・樹脂といった高分子材料に導入すると、材料内部における分子運動が促進され、マクロな破壊靭性が向上することが明らかとなりつつあります。このように、ポリロタキサン構造が生み出す特異な物性・機能は、ナノレベルにおける環状分子と軸高分子の分子運動性に起因していると考えられます。

眞弓氏は、部分重水素化したポリロタキサンの中性子散乱測定を行うことで、溶液中におけるポリロタキサンの環状分子および軸高分子の分子構造およびダイナミクスを計測しました。特に、ポリロタキサン中の環状分子の運動性を定量することで、ポリロタキサンを架橋して得られる環動ゲルの動的力学・破壊物性の分子的起源を解明しました。さらに、ポリロタキサンの樹脂状態における分子運動性を評価することで、ポリロタキサン中の軸高分子が樹脂中においても高い運動性を保っていることを明らかにしました。本結果は、ポリロタキサンによる耐衝撃性材料開発の可能性を示唆するものです。

関連論文

  1. Mayumi, K.*, “Molecular dynamics and structure of polyrotaxane in solution”, Polymer Journal, 53, 581–586 (2021).
  2. Yasuda, Y., Hidaka, Y., Mayumi, K.*, Yamada, T., Fujimoto, K., Okazaki, S. Yokoyama, H., Ito, K.*, “Molecular Dynamics of Polyrotaxane in Solution Investigated by Quasi-Elastic Neutron Scattering and Molecular Dynamics Simulation: Sliding Motion of Rings on Polymer”, Journal of the American Chemical Society, 141, 9655–9663 (2019).
  3. Mayumi, K.*, Endo, H. *, Osaka, N., Yokoyama, H., Nagao, M., Shibayama, M., Ito, K., “Mechanically Interlocked Structure of Polyrotaxane Investigated by Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering”, Macromolecules, 42, 6327–6329 (2009).
  4. Mayumi, K.*, Nagao, M., Endo, H., Osaka, N., Shibayama, M.*, Ito, K. *, “Dynamics of polyrotaxane investigated by neutron spin echo”, Physica B, 404, 2600–2602 (2009)
  5. Mayumi, K.*, Osaka, N., Endo, H., Yokoyama, H., Sakai, Y., Shibayama, M., Ito, K.*, “Concentration-induced conformational change in linear polymer threaded into cyclic molecules”, Macromolecules, 41, 6480–6485 (2008).

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(公開日: 2021年12月02日)