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Clarification of toughness mechanism for polymer-clay composite gels and the actuation behavior

Research Project

Project/Area Number 15K05242
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Takeno Hiroyuki  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (70302453)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsクレイ / ハイドロゲル / タフネス機構 / 水晶振動子マイクロバランス法 / コントラスト変調中性子散乱 / コンポジットハイドロゲル / 水晶子マイクロバランス / アドミッタンス測定 / 水晶振動子マイクロバランス / アドミッタンス解析 / 高分子-クレイコンポジットゲル / 力学物性 / アクチュエーター
Outline of Final Research Achievements

Polymer hydrogels are utilized in various fields. However, conventional hydrogels are mechanical weak and brittle, and as a result their use often causes a serious problem in the industrial application. In this study, we succeded in fabrication of mechanically tough hydrogels composed of clay and a polymer in a enviromentally friendly process, and clarified key factors for acquistion of the mechanical toughness and influence of kinds of polymers on the mechanical properties of the hydrogels. Furtheremore, we found that the hydrogels were actuated by appling an electric field, and elucidated the mechanism of the electric actuation.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Acknowledgement Compliant: 4 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Mechanical, Swelling and Structural Properties of Mechanically Tough Clay-Sodium Polyacrylate Blend Hydrogels2017

    • Author(s)
      H. Takeno, Y. Kimura and W. Nakamura
    • Journal Title

      Gels

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 10-10

    • DOI

      10.3390/gels3010010

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 単純混合によって作製される力学的にタフなクレイ-高分子ハイドロゲル2016

    • Author(s)
      武野宏之
    • Journal Title

      繊維学会誌

      Volume: 72 Pages: 467-467

    • NAID

      130005421268

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecularweight Effects on Tensile Properties of Blend Hydrogels Composed of Clay and Polymers2016

    • Author(s)
      H. Takeno and Y. Kimura
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 85 Pages: 47-54

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2016.01.008

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of molecular mass of polymer and composition on the compressive properties of hydrogels composed of Laponite and sodium polyacrylate2016

    • Author(s)
      H. Takeno and C. Sato
    • Journal Title

      Applied Clay Science

      Volume: 123 Pages: 141-147

    • DOI

      10.1016/j.clay.2016.01.030

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Structural Studies of Mechanically Tough Clay-Polymer Blend Hydrogels Investigated by Combined Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering and Synchrotron Small-Angle X-ray Scattering2017

    • Author(s)
      H. Takeno
    • Organizer
      The 5th International Conference on Polymer Processing and Characterization
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 力学的にタフなクレイ-高分子ブレンドハイドロゲルの電場応答性2017

    • Author(s)
      武野宏之、藤井誠也、木村有里
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 水晶振動子マイクロバランス法を用いた高分子/クレイブレンドハイドロゲルの高分子-クレイ間相互作用2017

    • Author(s)
      田澤美樹、武野宏之
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] コントラスト変調中性子および放射光小角X散乱を組み合わせたクレイ―高分子ブレンドハイドロゲルの構造解析2017

    • Author(s)
      武野宏之・能田洋平・泉妻英樹・小泉智
    • Organizer
      第66回高分子学会討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 力学的にタフなクレイ-高分子ブレンドハイドロゲルの構造2017

    • Author(s)
      武野宏之、能田洋平、泉妻英樹、小泉智
    • Organizer
      量子ビームサイエンスフェスタ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(エポカルつくば)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 水晶振動子マイクロバランス法を用いた高分子/クレイブレンドハイドロゲルの高分子-クレイ間相互作用解析2017

    • Author(s)
      田澤美樹、武野宏之
    • Organizer
      高分子学会第32回群馬・栃木地区講演会
    • Place of Presentation
      群馬大学桐生キャンパス
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 力学的にタフな高分子-クレイブレンドハイドロゲルの力学物性と構造2016

    • Author(s)
      武野宏之、木村有里
    • Organizer
      2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2016-03-15
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] クレイ-高分子ブレンドハイドロゲルの局所構造2016

    • Author(s)
      武野 宏之、能田 洋平、泉妻 秀樹、小泉 智
    • Organizer
      第65回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 高分子-クレイブレンドハイドロゲルの構造解析2016

    • Author(s)
      武野宏之、 工藤佳宏
    • Organizer
      茨城県中性子利用促進研究会 平成 28 年度 小角散乱分科会
    • Place of Presentation
      エッサム神田ホール1号館
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 高分子/クレイブレンドハイドロゲルの力学物性と構造2015

    • Author(s)
      武野宏之、木村有里、佐藤尋紀
    • Organizer
      第64回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-15
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] クレイ-高分子ブレンドハイドロゲルの中性子散乱挙動2015

    • Author(s)
      武野宏之、 工藤佳宏
    • Organizer
      茨城県中性子利用促進研究会 平成 27 年度第1 回小角散乱分科会
    • Place of Presentation
      研究社英語センター、 東京都神楽坂
    • Year and Date
      2015-07-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 自己支持性を有するハイドロゲル及びその製造方法2017

    • Inventor(s)
      武野宏之、永井詩織里、中村亜理沙
    • Industrial Property Rights Holder
      群馬大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-214002
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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