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異種界面での化学結合を伴わないナノ-バイオハイブリッド材料作製技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04577
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関神戸大学

研究代表者

丸山 達生  神戸大学, 工学研究科, 教授 (30346811)

研究分担者 田中 勉  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (90436551)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワードナノ材料 / 界面活性剤 / 重合 / 生体分子 / 分散状態 / 表面修飾 / 表面機能化 / 高分子 / 表面 / 機能化 / ポリマー / ナノマテリアル / 親溶媒化 / 分散 / 界面 / ナノ粒子 / 有機無機ハイブリッド / 高分子重合 / 表面改質 / ナノバイオ
研究成果の概要

本研究では、、重合性官能基としてメタクリロイル基,親水基としてポリエチレングリコール鎖, 疎水基としてアルキル鎖からなる重合性界面活性剤を新規に設計,合成した。この合成した重合性界面活性剤を用いて、金ナノ粒子表面上での重合を行った。金ナノ粒子と重合性界面活性剤を混合するだけで重合性界面活性剤が金ナノ粒子表面に吸着し表面を被覆することが可能であり、界面活性剤同士を重合することで、洗浄操作による界面活性剤が金ナノ粒子表面からの脱着を防ぐことに成功したと考えられる。同様の結果を、カーボンナノチューブでも達成した。これにより物理的に剥がれない界面活性剤システムを開発できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カーボンナノ材料や金属ナノ粒子は特有の光学的・熱・電気・磁気的性質や機械的特性をもつことから、機能性材料として広く注目を集めている。カーボンナノ材料や金属ナノ粒子表面は一般に強い疎溶媒性を示すため、成形加工等のハンドリング過程において溶媒中で凝集してしまうことや、反応点が限られているといった問題がある。これらナノ材料と他の材料を複合化させるためには、ナノ材料表面を修飾し、表面改質を行うことが必要である。本研究では界面活性剤をナノ材料表面で重合させることで剥がれない界面活性剤・剥がれない表面機能化を達成した。本方法は、材料表面の材質に依存しないため様々な材料に適用可能である。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 5件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Hydrogel formation by short D-peptide for cell-culture scaffolds2020

    • 著者名/発表者名
      Restu Witta Kartika、Yamamoto Shota、Nishida Yuki、Ienaga Hirotoshi、Aoi Takashi、Maruyama Tatsuo
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: C

      巻: 111 ページ: 110746-110746

    • DOI

      10.1016/j.msec.2020.110746

    • NAID

      120006841709

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] One-Step Biotinylation of Cellulose Paper by Polymer Coating to Prepare a Paper-Based Analytical Device2019

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Kazuki、Hara Manami、Nishino Takashi、Maruyama Tatsuo
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 号: 2 ページ: 1978-1987

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b04373

    • NAID

      120006811103

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Cu-free clickable surface with controllable surface density2019

    • 著者名/発表者名
      Miyahara Koki、Sakai Rika、Hara Manami、Maruyama Tatsuo
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 297 号: 6 ページ: 927-931

    • DOI

      10.1007/s00396-019-04515-4

    • NAID

      120006709437

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of azide groups on a material surface and a biomolecule using a clickable and cleavable fluorescent compound2019

    • 著者名/発表者名
      Rika Sakai, Hiroki Iguchi and Tatsuo Maruyama
    • 雑誌名

      Rsc Advances

      巻: 9 号: 8 ページ: 4621-4625

    • DOI

      10.1039/c8ra09421g

    • NAID

      120006599123

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Surface-functionalization of isotactic polypropylene via dip-coating with a methacrylate-based terpolymer containing perfluoroalkyl groups and poly(ethylene glycol)2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, S. Kitahata, K. Nishimori, K. Miyahara, K. Tokuda, T. Nishino, T. Maruyama
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 51 号: 5 ページ: 489-499

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0164-1

    • NAID

      120006634672

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of uncurled and planar multilayered graphene using polythiophene derivatives via liquid-phase exfoliation of graphite2018

    • 著者名/発表者名
      H. Iguchi, K. Miyahara, C. Higashi, K. Fujita, N. Nakagawa, S. Tamba, A. Mori, H. Yoshitani, A. Nakasuga, T. Maruyama
    • 雑誌名

      FlatChem

      巻: 8 ページ: 31-39

    • DOI

      10.1016/j.flatc.2018.03.003

    • NAID

      120006502540

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling Surface Segregation of a Polymer To Display Carboxy Groups on an Outermost Surface Using Perfluoroacyl Groups2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nishimori, Shigeru Kitahata, Takashi Nishino, Tatsuo Maruyama
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 22 ページ: 6396-6404

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00638

    • NAID

      120006489848

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short Oligopeptides for Biocompatible and Biodegradable Supramolecular Hydrogels2018

    • 著者名/発表者名
      Witta Kartika Restu, Yuki Nishida, Shota Yamamoto, Jun Ishii, Tatsuo Maruyama
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 27 ページ: 8065-8074

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00362

    • NAID

      120006489849

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrospun polymeric short microfibers with surface-selective functionalization2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Matsuura, Eiko Tsuchiya, Yu Fukui, Tatsuo Maruyama
    • 雑誌名

      Colloid Polym Sci

      巻: 296 号: 1 ページ: 239-244

    • DOI

      10.1007/s00396-017-4235-1

    • NAID

      120006398789

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Palmitoylated amino acids as low-molecular-weight gelators for ionic liquids2017

    • 著者名/発表者名
      Restu Witta Kartika, Nishida Yuki,Kataoka Toshikazu, Morimoto Masahiro, Ishida Kenji, Mizuhata Minoru, Maruyama Tatsuo
    • 雑誌名

      Colloid Polym Sci

      巻: 295 号: 7 ページ: 1109-1116

    • DOI

      10.1007/s00396-017-4093-x

    • NAID

      120006363285

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Situ Synthesis of a Supramolecular Hydrogelator at an Oil/Water Interface for Stabilization and Stimuli-Induced Fusion of Microdroplets2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nishida, Akiko Tanaka, Shota Yamamoto, Yudai Tominaga, Nobuaki Kunikata, Minoru Mizuhata, and Tatsuo Maruyama
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: 56 号: 32 ページ: 9410-9414

    • DOI

      10.1002/anie.201704731

    • NAID

      120006363284

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hollow phosphorylcholine polymer vesicles prepared by a coaxial electrospray technique2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Matsuura, Tatsuo Maruyama
    • 雑誌名

      Colloid Polym Sci

      巻: 295 号: 7 ページ: 1251-1256

    • DOI

      10.1007/s00396-017-4110-0

    • NAID

      120006363286

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rational and practical exfoliation of graphite using well-defined poly(3-hexylthiophene) for the preparation of conductive polymer/graphene composite2017

    • 著者名/発表者名
      H. Iguchi, C. Higashi, Y. Funasaki, K. Fujita, A. Mori, A. Nakasuga, T. Maruyama
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 39937-39937

    • DOI

      10.1038/srep39937

    • NAID

      120005970763

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Calcium phosphate-polymer hybrid microparticles having functionalized surfaces prepared by a coaxially electrospray technique2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura, T. Maruyama
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A

      巻: 印刷中 ページ: 64-69

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2016.10.036

    • NAID

      120006363287

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In-situ polymerization of a novel surfactant on graphene surface for the stable graphene dispersion in water2016

    • 著者名/発表者名
      C. Higashi, Y. Funasaki, H. Iguchi, and T. Maruyama
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 号: 91 ページ: 88244-88247

    • DOI

      10.1039/c6ra20315a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Liquid-liquid extraction of enzymatically synthesized functional RNA oligonucleotides using reverse micelles with a DNA-surfactant2016

    • 著者名/発表者名
      T. Maruyama, N. Ishizu, Y. Eguchi, T. Hosogi, M. Goto
    • 雑誌名

      Chemical communications

      巻: 52 号: 83 ページ: 12376-12379

    • DOI

      10.1039/c6cc06985a

    • NAID

      120006318791

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A clickable surfrace prepared by simple polymer coating2018

    • 著者名/発表者名
      K. Miyahara, R. Sakai, T. Maruyama
    • 学会等名
      MACRO18 World Polymer Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塗るだけで機能を発現するポリプロピレンの表面修飾コーティング2018

    • 著者名/発表者名
      原 真奈美, 西森 圭亮, 北畑 繁, 西野 孝, 丸山 達生
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PEG系高分子の塗布によるセルロース紙表面機能化法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      金子一貴, 原真奈美, 丸山 達生
    • 学会等名
      化学工学会第20回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポリチオフェンを基本骨格とする導電性高分子を用いたグラフェン分散技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      井口 博貴、東 千誠、舟崎 裕一、藤田 佳佑、森 敦紀、中壽賀 章、丸山 達生
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 含フッ素高分子と接着プライマーを用いたポリプロピレンの表面修飾法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      原 真奈美、西森 圭亮、北畑 繁、西野 孝、丸山 達生
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フッ素含有高分子の塗布によるプラスチック表面へのカルボキシ基の提示2017

    • 著者名/発表者名
      西森 圭亮、北畑 繁、下村 文音、西野 孝、丸山 達生
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] urface modification of metal nanoparticles using a polymerizable surfactant2016

    • 著者名/発表者名
      東 千誠、舟崎 裕一、丸山 達生
    • 学会等名
      The 11th SPSJ International Polymer Conference
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modification of surfaces of metal nanoparticles using a polymerizable surfactant2016

    • 著者名/発表者名
      東 千誠、舟崎 裕一、丸山 達生
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 規重合性界面活性剤を用いた金属ナノ粒子の表面修飾法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      東 千誠、舟崎 裕一、丸山 達生
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 重合性界面活性剤を用いた金属ナノ粒子の表面修飾法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      東 千誠、舟崎 裕一、丸山 達生
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 重合性界面活性剤による金属ナノ粒子表面の機能化2016

    • 著者名/発表者名
      東 千誠、舟崎 裕一、丸山 達生
    • 学会等名
      第62回高分子研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県民会館(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-05-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 機能性ポリオレフィン2018

    • 発明者名
      丸山達生ら
    • 権利者名
      神戸大学、東洋紡
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-231032
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 高分散金属ナノ粒子およびその製造方法2017

    • 発明者名
      丸山達生、東千誠
    • 権利者名
      丸山達生、東千誠
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-021438
    • 出願年月日
      2017-02-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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