意思を持ったソフトマテリアルが切り拓く超物質科学

• Project/Area Number: 15J30006
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中畑 雅樹 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 分子認識 / ゲル / 超分子材料 / 強靭性 / 伸縮性 / 自己修復 / コーティング / 可逆結合

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、申請書に記載した研究課題のうち、以下の研究を実施した。
1. ソフトマテリアル界面の相互作用に対する分子レベルでの理解、定量的評価
…ソフトマテリアル中での分子の振る舞いを詳細に理解するため、本年度は、前年に引き続き、分子認識部位を精緻に組み込んだ基材としての高分子材料に焦点を当て、その物性面での詳細な評価と実用用途に向けた応用展開を行った。以上の結果の一部は既に論文として掲載済であり、数々の国内・国際学会において発表を行っている。本研究の成果に関連した特許を2件出願済であり、本年は主にそれを応用し、実用化を見越した産学連携（数々の企業や大学との共同研究）を行った。その中で、実用化に向けた材料のハンドリングや実際の応用例に近いデモンストレーションなどの実験を本年度は数多く行った。共同研究のうち幾つかは目立った成果が出始めており、全体としてはおおむね順調に進展したと考えられる。
2. 金属-配位子相互作用を利用したプログラム集積体の構築と形成制御
…本年度は、前年度に取り扱った金属-配位子による分子認識と、ホスト-ゲスト相互作用による分子認識を同時に組み込んだソフトマテリアルの開発を行った。これらの分子認識部位を組み込んだ高分子ゲルの作製に成功し、各種刺激に応じた物性の変化を観測した。
本研究課題は本年で終了であるが、今後も本研究で得られた成果を基にした産学連携による新しい材料の創出を続けていく。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Heidelberg University(ドイツ)
• [Journal Article] Self-Healing Materials Formed by Cross-Linked Polyrotaxanes with Reversible Bonds (2016)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Shoko Mori, Yoshinori Takashima, Hiroyasu Yamaguchi, Akira Harada
  • Journal Title: Chem Volume: 1 Issue: 5 Pages: 766-775
  • DOI: 10.1016/j.chempr.2016.09.013
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Highly Flexible, Tough, and Self-Healing Supramolecular Polymeric Materials Using Host-Guest Interaction (2016)
  • Author(s): M. Nakahata, Y. Takashima, and A. Harada
  • Journal Title: Macromolecular Rapid Communications Volume: 37 Issue: 1 Pages: 86-92
  • DOI: 10.1002/marc.201500473
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Self-healing, Expansion-Contraction, and Shape-Memory Properties of Preorganized Supramolecular Hydrogel through Host-Guest Interactions (2015)
  • Author(s): K. Miyamae, M. Nakahata, Y. Takashima, and A. Harada
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 54 Issue: 31 Pages: 8984-8987
  • DOI: 10.1002/anie.201502957
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 刺激応答性超分子材料の機能とその動向 (2015)
  • Author(s): 高島義徳、中畑雅樹、関根智子、原田明
  • Journal Title: 塗装工学 Volume: 50 Pages: 122-134
  • NAID: 40020431282
• [Journal Article] Self-Healing based on Supramolecular Structures (2015)
  • Author(s): 中畑雅樹、高島義徳、原田明
  • Journal Title: NIHON GAZO GAKKAISHI (Journal of the Imaging Society of Japan) Volume: 54 Issue: 3 Pages: 213-220
  • DOI: 10.11370/isj.54.213
  • NAID: 130005075643
  • ISSN: 1344-4425, 1880-4675
• [Journal Article] Formation of Redox-Responsive Supramolecular Polymeric Materials Based on Host-Guest Interaction at Polymer Side Chain (2015)
  • Author(s): 中畑雅樹、高島義徳、橋爪章仁、山口浩靖、原田明
  • Journal Title: KOBUNSHI RONBUNSHU Volume: 72 Issue: 10 Pages: 573-581
  • DOI: 10.1295/koron.2015-0019
  • NAID: 130005104171
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] ボロン酸の分子認識を基盤とした高分子材料の接着と高性能自己修復材料の開発 (2016)
  • Author(s): 森祥子, 中畑雅樹, 高島義徳, 山口浩靖, 原田明
  • Organizer: 第65回高分子討論会
  • Place of Presentation: 神奈川県
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] Highly Flexible, Tough, and Self-Healable Supramolecular Polymeric Materials Using Host-Guest Interaction (2016)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: Polymer Networks Group meeting 2016 (PNG2016)
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden
  • Year and Date: 2016-06-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Adhesion between polymeric gels using various non-covalent bonds (2016)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: 2nd International Symposium on Synthetic Two-Dimensional Polymers (S2DP-2)
  • Place of Presentation: 奈良県
  • Year and Date: 2016-06-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Highly Flexible, Tough, and Self-Healable Supramolecular Polymeric Materials Using Host-Guest Interaction (2016)
  • Author(s): 中畑雅樹, 高島義徳, 原田明
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 兵庫県
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 可逆的な結合により架橋されたポリロタキサンに基づく自己修復材料の作製 (2016)
  • Author(s): 森祥子, 中畑雅樹, 高島義徳, 原田明
  • Organizer: 第65回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 兵庫県
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] Highly Flexible, Tough, and Self-Healable Supramolecular Polymeric Materials Using Host-Guest Interaction (2016)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: 18th International Cyclodextrin Symposium
  • Place of Presentation: Gainesville, Florida, USA
  • Year and Date: 2016-05-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Flexible, tough, and self-healable polymeric materials using molecular recognition (2016)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: 第96回日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 京都府
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] Functional supramolecular polymeric materials based on redox-responsive host-guest interaction (2015)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
  • Place of Presentation: Honolulu, USA
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Adhesion between polymeric gels using various non-covalent interaction (2015)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
  • Place of Presentation: Honolulu, USA
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dynamic control of myoblasts using stimulus-responsive hydrogels (2015)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Marcel Hörning, Mariam Veschgini, Viktoria Frank, Yoshinori Takashima, Akira Harada and Motomu Tanaka
  • Organizer: iCeMS International Symposium: Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
  • Place of Presentation: 京都府
  • Year and Date: 2015-09-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Highly Flexible, Tough, and Self-Healing Supramolecular Polymeric Materials Using Host-Guest Interaction (2015)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: iCeMS International Symposium: Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
  • Place of Presentation: 京都府
  • Year and Date: 2015-09-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 高分子側鎖におけるホスト-ゲスト相互作用を利用した強靭性・自己修復性材料の作製 (2015)
  • Author(s): 中畑雅樹、高島義徳、原田明
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 宮城県
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] 様々な分子認識を利用したゲル接着システムの構築 (2015)
  • Author(s): 中畑雅樹、高島義徳、原田明
  • Organizer: 第61回高分子研究発表会（神戸）
  • Place of Presentation: 兵庫県
  • Year and Date: 2015-07-17
• [Presentation] Macroscopic Self-assembly Based on Complementary Interaction between Nucleobase Pairs (2015)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, and Akira Harada
  • Organizer: 10th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry (ISMSC)
  • Place of Presentation: Strasbourg, France
  • Year and Date: 2015-06-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 核酸塩基対の相補的な相互作用を利用した接着システムの構築 (2015)
  • Author(s): 中畑雅樹、高島義徳、原田明
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 北海道
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] Redox-Responsive Macroscopic Gel Assembly Based on Host-Guest and Ionic Interactions (2015)
  • Author(s): Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima and Akira Harada
  • Organizer: Joint Conference of 8th Asian Cyclodextrin Conference and 32nd Cyclodextrin Symposium
  • Place of Presentation: 熊本県
  • Year and Date: 2015-05-14
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 大阪大学大学院 理学研究科 附属基礎理学プロジェクト研究センター 原田グループ 研究業績
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/harada/jp/achievement/publication.html
• [Remarks] Publication List
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/harada/jp/achievement/publication.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] ポリロタキサンの製造方法 (2016)
  • Inventor(s): 原田明、高島義徳、中畑雅樹、郡俊志
  • Industrial Property Rights Holder: 原田明、高島義徳、中畑雅樹、郡俊志
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-089670
  • Filing Date: 2016-04-27
• [Patent(Industrial Property Rights)] 培地用高分子ゲル、培地、細胞の培養方法及びキット (2016)
  • Inventor(s): 原田明、高島義徳、中畑雅樹、田中求、ホールニング マルセル
  • Industrial Property Rights Holder: 原田明、高島義徳、中畑雅樹、田中求、ホールニング マルセル
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-148725
  • Filing Date: 2016-07-28
• [Patent(Industrial Property Rights)] 自己修復材料及びその製造方法 (2015)
  • Inventor(s): 原田明、髙島義徳、中畑雅樹、小野肇、高橋宏明、白川瑛規
  • Industrial Property Rights Holder: 原田明、髙島義徳、中畑雅樹、小野肇、高橋宏明、白川瑛規
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2015-199945
  • Filing Date: 2015-10-08