Polymer characterization platform for precise polymer degradations
| Project Area | Precision Degradation of Polymer and Polymeric Material |
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| Project/Area Number |
20H05732
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Numata Keiji 京都大学, 工学研究科, 教授 (40584529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畝山 多加志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10524720)
佐藤 浩太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70377810)
酒井 崇匡 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 生分解性高分子 / オリゴマー / 細胞毒性 / 環境毒性 / 高分子精密分解 / 生分解性ポリエステル / 高分子の精密分解 |
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| Outline of Research at the Start |
本学術変革領域では、高分子の分解を物理劣化、化学分解、生物代謝に分割することで、高分子の分解機構が、材料の階層構造と物性に与える影響を明らかにし、分解性を考慮した新しい高分子設計指針を示すことを目標とする。高分子材料が利用される幅広い環境を考慮し、単純なモデル高分子を用いることで、生体内、自然環境下などの利用条件下において、物理破壊、化学分解、および生分解・生物代謝がどのように進行し、物性や機能に動的に影響する分子機構を明らかにすることを目指す。実験ではアプローチできない分子論については、実験から得られた情報を基に粗視化のレベルを判断し、計算科学を導入することで明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed an analysis infrastructure platform that is shared mutually and externally, with a focus on Kyoto University and SPring-8. Our platform includes a multi-sample system that automatically measures samples sent by mail. The aim of our research is to conduct comparative studies on the decomposition behavior of amorphous and network-like polymers as well as the decomposition behavior of crystalline polymers like olefins, using the theory of homogeneous and heterogeneous structures. To achieve this, we have determined and shared each model polymer within the region. In the first year, we successfully determined crystalline and amorphous model polymers and distributed samples to each research group. In the second year, we obtained data on crystalline and amorphous samples, and in the third year, we smoothly evaluated their biodegradability and cytotoxicity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
力学強度などに代表される物性と分解性の間にはトレードオフの関係が根強く存在します。そこで、我々は高分子の物性や機能を阻害せずに、分解を精密に発現もしくは抑制させる基礎分子論を確立することを目指しました。本研究では、高分子の分解や分解性高分子に着目し、自然環境中における高分子の分解劣化、高分子網目構造の物理劣化について検討しました。これらの結果は、生分解性ポリエステルからの分解生成物が異常に高濃度の環境では、さまざまな生物に影響を示す可能性があることを示しており、真に環境に優しい材料を開発するには、分解様式を考慮した材料設計が必要であることを示しました。
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Report
(4 results)
Research Products
(1 results)
