高分子の結晶化と高性能・高機能化

高分子は長いひも状の分子である。よって結晶化するためには蛇のように滑り、絡み合いを制御しなければならない。高分子材料の構造と物性は結晶化により左右されるので、高分子の結晶化メカニズム解明に基づいた構造・物性の制御は重要である。 　本講義では、まず物質の結晶化の普遍的な基礎理論を習得する。その上で、彦坂が提唱した高分子の “滑り拡散理論 (1987) ”を中軸にして、高分子の静置場結晶化から流動場結晶化までを講義する。滑り拡散理論は、長年未解明であった高分子結晶化を「高分子のトポロジー的本性」を取り入れて統一的に解明した理論である。 　本講座の目的は、高分子材料の高性能化・高機能化を実現できる力をつけることである。入門編としてわかりやすく講義するが、内容は最先端の研究結果である。特に、最近発見した伸長結晶化による“ナノ配向結晶 (nano oriented crystal, NOC) ”を用いた高分子材料の高性能・高機能化については詳細に講義する。

1. はじめに
   1. 高分子のトポロジー的本性と“滑り拡散理論”
   2. 従来の高分子結晶化と構造・形態
   3. 新しい高分子伸長結晶化
   4. 成果と課題
2. 結晶化の基礎理論
   1. 結晶化の原理: 熱力学的因子と速度論的因子
   2. 古典的核生成理論: 核生成と成長
3. 高分子の核生成
   1. ナノ核直接観察による核生成メカニズムの検証
   2. 均一核生成と不均一核生成、核剤の役割
   3. 分子量、絡み合いの効果
4. 高分子の結晶成長
   1. 形態と沿面成長・“厚化成長”
   2. 成長速度
   3. 分子量、絡み合いの効果
5. 伸長結晶化メカニズム (重点的に講義する)
   1. ナノ配向結晶 (nano oriented crystal, NOC) の発見
   2. NOCの構造・形態
   3. NOC生成メカニズム
   4. NOCによる高性能・高機能化
6. 高次構造形成メカニズム
   1. 形態と“派生成長”
   2. 球晶の起源
   3. 高次構造の起源と“aging”
7. 終わりに
   • 結晶化制御による高分子材料の高性能化・高機能化の展望
• 質疑応答・名刺交換