異なる２種類の高分子鎖がつながったジブロック共重合体は、10〜100ナノメートル程度のダブルジャイロイド構造を形成し、光学材料や分離膜などへの応用が期待されていますが、従来のブロック共重合体では、ダブルジャイロイド構造を安定に形成できる組成範囲が狭く、自由度が限られることが課題でした。
　京都大学化学研究所 竹中幹人教授らの研究グループは、大阪工業大学 平井智康 准教授、Argonne National Laboratory Byeongdu Lee博士と共同で、ポリスチレン(PS)と、長い側鎖を持つポリオクタデシルメタクリレート(PODMA)をつなげたジブロック共重合体が、ミクロ相分離構造とPODMAの長い側鎖による数ナノメートル程度のナノ相分離の階層的形成することを発見し、この階層的形成の制御によりダブルジャイロイド相の安定領域を従来の代表的なジブロック共重合体に比べて約3〜4倍広げることに成功しました。
　本研究により、高分子全体がつくるミクロ相分離と、側鎖がつくるナノ相分離を組み合わせることで、複雑な三次元ナノ構造をより安定に作れることが分かりました。この成果は、光学材料や分離膜などに役立つナノ構造を、分子設計によって狙って作る新しい方法につながります。

●用語解説●

ダブルジャイロイド構造：ダブルジャイロイド構造は、物質の中に二つの連続した通り道が三次元的に広がる、迷路のようなナノ網目構造です。互いの通り道は交わらずに入り組んでおり、光や分子の流れを制御できるため、光学材料や分離膜への応用が期待されます。