異なる高分子の鎖が平行に並んだ「束状共重合体」―約70年ぶり、共重合体の新カテゴリーを創出―

2026-06-10 東京大学

東京大学の研究グループは、金属有機構造体(MOF)のナノ細孔を利用し、異なる2本の高分子鎖が平行に並んで結合した新しい共重合体「束状共重合体(Bundle Copolymer)」の合成に世界で初めて成功した。これまで共重合体は、ランダム共重合体、配列制御共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体の4種類に分類されてきたが、今回の構造はいずれにも属さず、約70年ぶりとなる新たな共重合体の基本カテゴリーを創出した。研究では、MOFの一次元ナノ細孔内でポリジメチルシロキサン鎖とポリメタクリル酸メチルまたはポリスチレン鎖を平行に形成・結合させることに成功した。その結果、従来のブロック共重合体やグラフト共重合体とは異なる熱安定性やガラス転移挙動を示し、異種高分子鎖間の強い相互作用が確認された。今回の成果は高分子化学に新たな設計概念をもたらすものであり、高機能プラスチック、電子材料、光学材料、エネルギー移動材料、触媒など次世代機能性材料の開発につながると期待される。

異なる高分子の鎖が平行に並んだ「束状共重合体」―約70年ぶり、共重合体の新カテゴリーを創出―
今回開発された束状共重合体の概略図

<関連情報>

新たな共重合体構造のクラスとしての束状共重合体の合成 Synthesis of bundle copolymers as an emergent class of copolymer architecture

Yuki Kametani,Rintaro Yamaguchi,Yusuke Ando,Yuta Kawasaki & Takashi Uemura
Nature Communications  Published:10 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-73978-1

Abstract

Copolymers play a central role in soft materials owing to their capacity for diverse molecular designs. While numerous combinations of composition and topology have been explored for the development of copolymers, only four types of basic architecture (random, sequence-controlled, block, and graft) have been synthetically and historically achievable. Herein, we introduce an emergent class of copolymers, bundle copolymers, comprising multiple different chains interlinked and aligned in a parallel configuration. To exemplify this concept, bundle copolymers are synthesised via nanoconfined polymerisation, in which radical polymerisation of vinyl monomers occurs alongside vinyl-functionalised polydimethylsiloxane within the one-dimensional channels of a metal–organic framework. Unlike conventional copolymers, bundle copolymers feature aligned lateral strands whose proximity can be modulated by the density of covalent junctions. This innovative approach for tying multiple chains opens an avenue for copolymer design, expanding the landscape of polymer chemistry.

0504高分子製品
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました