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デンドリティック高分子
〜多分岐構造が拡げる高機能化の世界〜
[コードNo.06NTS147]

■監修/ 青井啓悟(名古屋大学大学院 教授)
柿本雅明(東京工業大学大学院 教授)
■体裁/ B5判・536頁
■発行/ 2005年 10月 31日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 46,872円(税込価格)

 デンドリマーとハイパーブランチポリマーに大別されるデンドリティック高分子は、その多分岐構造が様々な機能の発現を促し、幅広い応用展開を可能にする興味深い材料である。
 本書は、第1編で基礎理論としてデンドリティック高分子を特徴づける物理化学的な性質と分子構造について解説。第2編はデンドリマーとハイパーブランチポリマーの合成について、数多くの基本的な事例を紹介。第3編では光機能、バイオメディカル応用、複合材料などへの応用の現状を中心として詳細に解説。また、現在どのようなデンドリティック高分子が研究開発、応用されているかを捉えておくために、参考資料として1000件を超える最新の特許取得状況についても紹介してある。我が国で初めて総合的にデンドリティック高分子を解説した書籍である。

発刊にあたって
 樹木にその語源をもつデンドリティック高分子は、その多分岐構造がさまざまな機能の発現を促し、幅広い応用展開を可能にしている。
 デンドリマーとハイパーブランチポリマーに大別されるデンドリティック高分子は実に興味深い材料であり、またとても美しい構造を持っていることで周知されているにもかかわらず、「どのように使いこなすか」という命題が常につきまとっていることも否めないのが現状である。
 このような状況下、本書は我が国ではじめて総合的にデンドリティック高分子を解説した書籍である。
 まず、第1編では基礎理論としてデンドリティック高分子を特徴づける物理化学的な性質と分子構造について解説した。続く第2編はデンドリマーとハイパーブランチポリマーの合成について、数多くの基本的な事例を紹介している。第3編では光機能、バイオメディカル応用、複合材料などへの応用の現状を中心として詳細に解説した。
 また、現在どのようなデンドリティック高分子が研究開発され、そしてどのような分野に応用されているかを捉えておくために、参考資料として、1,000件を超える最新の特許取得状況についても紹介してある。
 本書は、企業・大学の研究者がデンドリティック高分子とは何か、どうやって合成してどのような応用展開がなされているかを知るための、いわば教科書的な目的を持って企画されたものである。したがって、本書を読めばデンドリティック高分子に関する事例が充分把握できるように、各執筆分担者自身の研究業績のみならず、広くその分野での解説までを執筆するよう心掛けた。
 本書がより多くの研究者、技術者の喚起を促し、デンドリティック高分子の正しい理解と、そして、聳える大樹から多岐に伸びる枝のように幅広い分野への応用展開が拓かれていくことを期待するものである。
10月吉日 青井啓悟、柿本雅明

監修者(五十音順)
青井啓悟名古屋大学大学院生命農学研究科応用分子生命科学専攻教授
柿本雅明東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
 
編集委員(五十音順)
石津浩二東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
加和学(株)三菱化学科学技術研究センターR&TD事業部門ポリマー合成研究所プロジェクトリーダー
栗田典之豊橋技術科学大学知識情報工学系助教授
河野健司大阪府立大学大学院工学研究科物質・化学系専攻応用化学分野教授
中建介京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻助教授
松永孜松永技術コンサルティング事務所代表
 
執筆者一覧(執筆順)
柿本雅明東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
古川泰一JSR(株)研究員
石津浩二東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授
栗田典之豊橋技術科学大学知識情報工学系助教授
田中成典神戸大学大学院自然科学研究科地球惑星システム科学専攻教授
岸亮平大阪大学大学院基礎工学研究科物質創成専攻化学工学領域
太田克大阪大学大学院基礎工学研究科物質創成専攻化学工学領域
中野雅由大阪大学大学院基礎工学研究科物質創成専攻化学工学領域教授
青井啓悟名古屋大学大学院生命農学研究科応用分子生命科学専攻教授
岡田鉦彦中部大学応用生物学部教授・名古屋大学名誉教授
寺境光俊秋田大学工学資源学部助教授
山本喜一ディー・エス・エムジャパン(株)新規事業本部長
加和学(株)三菱化学科学技術研究センターR&TD事業部門ポリマー合成研究所プロジェクトリーダー
江東林自然科学研究機構分子科学研究所助教授
横山士吉(独)情報通信研究機構主任研究員
中浜龍夫(独)情報通信研究機構専攻研究員
大友明(独)情報通信研究機構主任研究員
益子信郎(独)情報通信研究機構・関西先端研究センター長
富田康生電気通信大学電気通信学部電子工学科教授
河野健司大阪府立大学大学院工学研究科物質・化学系専攻応用化学分野教授
児島千恵大阪府立大学大学院工学研究科物質・化学系専攻応用化学分野
中建介京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻助教授
山元公寿慶應義塾大学理工学部化学科教授
鬼塚清孝大阪大学産業科学研究所助教授
辻康之北海道大学触媒化学研究センター教授
大洞康嗣北海道大学触媒化学研究センター助手
徳永信北海道大学触媒化学研究センター助教授
田中敬二九州大学大学院工学研究院応用化学部門助教授
長村利彦九州大学大学院工学研究院応用化学部門教授

詳細目次
序論
デンドリティック高分子概説
 
第1編基礎理論

第1章物理化学的性質
1はじめに
2従来型の分岐高分子
2.1スターポリマー
2.2グラフトポリマー
3デンドリマー
3.1デンドリマーの合成
3.2デンドリマーの構造特性
3.3デンドリマーの高次構造形成
4ハイパーブランチポリマー
4.1ハイパーブランチポリマーの合成
4.2ハイパーブランチポリマーの希薄溶液特性
5おわりに
 
第2章分子構造(コンピュータシミュレーションを含む)
1はじめに
2デンドリティック高分子の量子化学的分子シミュレーション
2.1はじめに:デンドリマーの計算機シミュレーション
2.2構造と振動状態の解析
2.3電子状態と分極率の解析
2.4おわりに
3デンドリティック高分子の光エネルギー移動と非線形光学特性のモデル計算
3.1背景
3.2エキシトン移動に対する理論的アプローチ
3.3動的非線形光学効果の計算
3.4超分子系におけるシミュレーション
3.5今後の課題と展望
4おわりに
 
第2編合成

第1章デンドリマーの合成
1はじめに
2多分岐高分子
3単一分子としてのデンドリマー
4デンドリマーの形態とサイズ
5Divergent法とConvergent法
6デンドリマーの合成
7球状デンドリマー
8ハイブリッドデンドリマー
9高機能・高性能化への分子設計
9.1方法(A):デンドリマーの形態・ナノサイズなどに起因する特性を利用する方法
9.2方法(B):デンドリマーの特定部位に機能素子を導入する方法
9.3方法(C):デンドリマーの分子内あるいは分子間に他の分子を捕捉あるいは複合化する方法
10ブロックデンドリマー
10.1表面、セグメント、層ブロックデンドリマー
10.2デンドリマーと線状ポリマーとのブロック共重合体
11おわりに
 
第2章ハイパーブランチポリマーの合成
1ハイパーブランチポリマーとは
1.1多官能性モノマーの重合反応
1.2ハイパーブランチポリマーの特徴
1.3分岐度の制御
1.4合成法の分類
2逐次重合によるハイパーブランチポリマーの合成
2.1ポリフェニレン
2.2ポリエステル、ポリカーボネート
2.3ポリエーテル類
2.4ポリアミド、ポリアミドアミン
2.5ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール
2.6ポリウレタン、ウレア
2.7ポリシロキシシラン、ポリカルボシラン
2.8その他
3連鎖重合によるハイパーブランチポリマーの合成
3.1重合法の特徴
3.2ポリスチレン
3.3ポリアクリレート、メチルメタクリレート
3.4その他
4開環重合によるハイパーブランチポリマーの合成
4.1重合法の特徴
4.2ポリアミン、ポリエーテルアミド
4.3ポリエステル
4.4ポリエーテル
4.5糖鎖高分子
5A2+B3型重合によるハイパーブランチポリマーの合成
5.1重合法の特徴
5.2A2+B3型モノマーの重合
5.3A2+BB´2型モノマーの重合
6その他のハイパーブランチポリマー合成法
6.1分岐ポリエチレンの合成
6.2連鎖移動剤を用いた分岐ポリマーの合成
7おわりに
8ハイパーブランチポリマーの応用事例―多分岐ポリエステルアミド“Hybrane®”の工業化―
8.1はじめに
8.2DSMにおける開発の経緯
8.3化学構造と多様な特性
8.4市場開発と用途例
8.5工業生産性
8.6おわりに
 
第3編機能と応用

第1章光機能と応用技術
1はじめに
2アンテナ効果
2.1紫外線アンテナ
2.2可視光アンテナ
2.3赤外線アンテナ
2.42光子アンテナ
3エレクトロルミネッセンス(EL)および有機発光ダイオード(OLED)
3.1π電子共役デンドリマーの合成とOLEDの試み
3.2スチルベンデンドリマーによるOLED開発と関連技術
3.3ELを示す遷移金属デンドリマー錯体
3.4長いπ電子共役系を持たないデンドリマーを利用したEL研究
3.5最近の実用化の動き
4遷移金属錯体単位を含有するデンドリティック分子とその光機能
4.1非ランタノイド元素のデンドリティック錯体
4.2ランタノイド元素のデンドリティック錯体
5ナノ粒子とデンドリマーのナノコンポジット
6非線形光学(NLO)特性
7レーザー発振
7.1はじめに
7.2光機能性デンドリマーの合成
7.3デンドリマーを使ったレーザー媒体
7.4固体レーザー
7.5マイクロ・レーザー
7.62光子吸収と光重合反応
7.7高分子造形によるレーザー素子の作製
7.8おわりに
8ホログラフィック光記録
8.1はじめに
8.2ホログラム形成のメカニズム
8.3ホログラフィック光記録の実験例
8.4おわりに
9光物性に関するその他の研究
 
第2章バイオメディカル機能と応用技術
1はじめに
2生体適合性デンドリマー
2.1生分解性デンドリマー
2.2ポリエチレングリコールと関連した構造を持つデンドリマー
2.3デンドリマーの毒性
3デンドリマーのドラッグデリバリーシステムへの応用
3.1薬物を結合したデンドリマー
3.2デンドリマーの中性子捕捉療法への応用
4デンドリマーのナノカプセルとしての機能
4.1デンドリマーによる薬物のカプセル化
4.2シェル構造を持つナノカプセル型デンドリマー
4.3刺激応答性デンドリマー
5デンドリマーの体内挙動の制御
5.1デンドリマーの体内動態
5.2デンドリマーの標的指向化
5.3デンドリマーの経口投与
6デンドリマーの光力学療法への応用
7デンドリマーの免疫への応用(多価抗原ワクチン)
8デンドリマーの遺伝子デリバリーへの応用
8.1デンドリマーを用いた遺伝子ベクターの設計
8.2デンドリマーの遺伝子導入活性
8.3デンドリマーの遺伝子導入メカニズム
8.4遺伝子デリバリーのための機能性デンドリマー
8.5デンドリマー脂質
9デンドリマー医薬
9.1デンドリマー抗ウイルス剤
9.2デンドリマー抗菌剤
9.3その他のデンドリマー医薬
10おわりに
11MRI造影剤へのデンドリマーの利用
11.1MRI造影剤の要件
11.2Gd3+錯体の高分子量化とデンドリマー骨格の利用
11.3デンドリマーGd3+錯体の研究例
11.4その他のデンドリマーMRI造影剤と生物学的試験
 
第3章有機・無機ハイブリッド
1はじめに
2デンドリマー金属錯体:精密金属集積を利用した次世代有機−金属 ハイブリッドナノ材料
2.1はじめに
2.2デンドリマー金属錯体
2.3精密金属集積高分子
2.4おわりに
3有機遷移金属デンドリマー
3.1はじめに
3.2フェロセンを含むデンドリマー
3.3有機遷移金属錯体に特徴的な反応を利用したデンドリマー合成と機能
3.4おわりに
4金属ナノ粒子
4.1はじめに
4.2金属ナノ粒子内包デンドリマー
4.3デンドリマー金属ナノ粒子ナノコンポジット
4.4デンドリマーと金属ナノ粒子との3次元組織体
4.5金属ナノ粒子コアデンドリマー
4.6おわりに
5デンドリティック触媒
5.1はじめに
5.2デンドリマーナノ粒子の触媒作用
5.3均一系デンドリマー触媒
5.4おわりに
6有機・無機複合体
6.1はじめに
6.2デンドリマーを鋳型とした多孔質シリカの合成
6.3テンプレートミネラリゼーション
6.4カルボキシレート末端デンドリマーによる炭酸カルシウム結晶化制御
6.5デンドリマー会合体を用いた炭酸カルシウム形成
6.6シリカミネラリゼーション
6.7デンドロン被覆無機物
6.8フラロデンドリマー
6.9フラーレンをコアに有するフラロデンドリマー
6.10組織化
6.11光化学的性質
6.12表面部位または分岐鎖にフラーレンを有するフラロデンドリマー
6.13可逆的なフラロデンドリマー
6.14カーボンナノチューブ
 
第4章表面
1はじめに
2超薄膜の調製と構造・物性解析
2.1試料
2.2水面上での両親媒性PAMAMの単分子膜挙動
2.3固体基板上に調製した両親媒性PAMAM超薄膜の凝集状態
2.4固体基板上に調製した両親媒性PAMAM超薄膜の分子運動性
3表面・界面改質剤としての応用
3.1試料
3.2ブレンド膜表面の形態と組成
3.3ブレンド膜中における多分岐高分子の組成
3.4シミュレーションによる混合膜中での多分岐高分子の組成
4おわりに
 
デンドリティック高分子関連特許出願一覧表
△ 略語一覧
△ 索引
 

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