Research press release

超安定高分子ガラス

Nature Materials

Ultrastable polymer glasses

通常のアクリルガラスよりも密度が40%低く、経年劣化に対する安定性が非常に高いガラス状高分子膜が開発されたことが、今週のNature Materials電子版に報告されている。この新しい高分子ガラスは、軽量性と安定性が重視されるナノテクノロジーや生物医学の分野に応用されるようになるかもしれない。Rodney Priestleyらは、パルスレーザーでポリメタクリル酸メチル(PMMA)の凍結希釈溶液から分子を徐々に蒸発させ、蒸発分子を基板に付着させることによって、このようなガラス状高分子膜を作製した。PMMAは、自動車や建物、整形手術などに広く使用される一般的なアクリルガラスである。液体を急冷して作製した通常のPMMAガラス(特定の構造を持たない)と異なり、この新しいガラス状高分子膜は安定なポリマーナノ球から構成されることが、原子間力顕微鏡観察によって明らかになった。Priestleyらは、このような球状ナノ構造をとることによって、膜の密度が低く、熱的・動力学的安定性が高くなると考えている(通常のPMMAガラスと比較して、ガラス転移温度は40℃高く、ガラスから液体への変換速度は100分の1になっている)。Priestleyらは、PMMA以外の高分子からでも、パルスレーザー蒸着法で超安定ナノ構造ガラスを作製できるはずであると述べている。

Glassy polymer films that are 40% less dense and considerably more stable against ageing than standard acrylic glass are described online in Nature Materials this week. The new glasses may find use in nanotechnology and biomedical applications where polymer weight and stability are critical.To make the glassy films, Rodney Priestley and colleagues used a pulsed laser to gently evaporate molecules out of a frozen dilute solution of standard acrylic glass — poly(methyl methacrylate) (PMMA), which is widely used in automobiles, buildings and orthopaedic surgery. The evaporated PMMA molecules were deposited on a substrate and formed a film. Using atomic force microscopy, the authors found that unlike the unstructured standard PMMA glasses made by rapidly cooling the liquid, the new glassy films consisted of stable polymer nanoglobules. They propose that the globular nanostructure confers the lower density and higher thermal and kinetic stability — in particular, a 40-degree-higher glass transition temperature and a glass-to-liquid transformation rate a hundred times slower than standard PMMA glass.The authors also note that the fabrication of nanostructured ultrastable glasses from other polymers by pulsed-laser evaporation and deposition should be possible.

doi: 10.1038/nmat3234

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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