京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

高分子や両親媒性分子などのソフトマターは、構造制御の工夫により多種多様な物性を発現する新規材料として期待される物質です。高度な機能を有する高分子を効率的に開発するには、その機能発現を可能にする高次構造を制御することが必要です。そのため、高分子構造形成機構の解明と、それを応用した高次構造制御法の開発は非常に重要な課題です。また、両親媒性分子の自己会合機構の微視的理解は学術的に意義が大きいだけでなく、量子ドットの生体適合化や脂質二分子膜ベシクルによる新規ドラッグ・デリバリー・システムの構築など、応用技術的意義も大きいと考えられます。
私たちは、ソフトマター系における構造形成機構を分子レベルで解明し新規材料の創出に寄与するため、高分子や両親媒性分子の分子シミュレーション研究に取り組んでいます。また、ソフトマター系における構造形成機構の解明を通して、様々な系に普遍的に存在する非線形法則を探求するという基礎科学研究も行っています。

■研究の概要

ソフトマターは高分子やコロイド、界面活性剤などの柔らかい物質の総称であり、ゴムタイヤ、塗料、化粧品、液晶テレビ、日常のあらゆる生活用品、生体物質など様々なものへ使用されており、機能性材料の宝庫として注目されています。ソフトマター系において、発現する物性やその発現メカニズムを知るためには、ミクロ（どのような原子・分子で構成されているか？）とマクロ（物性）の情報に加え、流体内部の構成要素がどのように分散または凝集するのかというメソスケールの情報も重要となります。しかし、実験の側面からは流体内部の分子集合体を正確に直接観察することは簡単ではなく、さらに外力によって、変形・破壊・再生成を行うため、例えばせん断下や熱勾配下での観察はより困難なものとなる上、再現性の問題も抱えることになります。このような問題に対して、粗視化分子シミュレーションを用い、分子のデザイン（ナノスケール）－自己集合・分散構造（メソスケール）－物性（マクロスケール）を接続することで、物性発現メカニズムを分子レベルで明らかにすることを目的として研究に取り組んでいます。