| Project/Area Number |
21K02127
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
仲西 正 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (90198143)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | オムツ / 高分子ゲル / 膨潤 / ポリビニルアルコール / 糖 / 糖アルコール / 糖類 / 消臭 / 吸水性 |
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| Outline of Research at the Start |
高齢者に適した快適なオムツ素材として，例えば，尿の吸水性を高め，かつ消臭機能性を付与した高分子ゲル材料の開発が待たれる．本研究では，水溶性高分子を架橋し高分子ゲルを調製し，種々の尿成分モデルを含む溶液中での膨潤度を測定し，溶質選択的な高分子ゲルの膨潤に関して基礎的な知見を得るとともに，一方，消臭機能布の消臭機構を詳細に検討し，高分子ゲル材料に消臭機能を付与する方法を検討する．得られた結果より，高機能オムツ素材に付与すべき吸水能と消臭能が可能となる設計指針を見出す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの研究で，オムツ素材モデルのポリビニルアルコール（PVA）ゲルにおいて，膨潤度の溶質濃度依存に極大が見出された．本年度も膨潤度の極大発現機構の解明を目的として研究を行った．本年度は完全鹸化型PVAゲルを用い，昨年度までの経験を踏まえ再現性に注意しつつより詳細なデータを得ることに努めた．外部溶液として，すでに用いた糖と糖アルコールに加え，ペントースのキシロースとアラビノースの水溶液を用いた．グルコース，キシリトール，myo-イノシトール，キシロース水溶液では，それぞれ約0.65，0.3，0.01，0.3 Mで膨潤度の極大を示した．一方，アラビノースでは約0.5 Mで膨潤度の極小が見られた．膨潤度の濃度依存には極大だけでなく，極小が観察される場合もあることが明らかになった．
研究期間全体を通しての成果を以下にまとめる．PVAゲルは，糖や糖アルコールの種類によって，膨潤度の溶質濃度依存が異なり，極大や極小が見られる場合があることが明らかになった．一般的には，ヒドロゲルが膨潤する場合には，溶質が水和水を持ったままゲル構成高分子と相互作用し，逆に収縮する場合には，溶質とゲル構成高分子の水和が競合することが考えられる．観察された膨潤度の極大は，低濃度領域では溶質とPVAの相互作用でゲルは膨潤し，高濃度領域では水和の競合でPVAゲルの水和水が不安定化して脱膨潤したことによると考えた．myo-イノシトールでは非常に低濃度で極大が見られたが，この溶質の水和数が分子内水素結合により極めて小さいことによると考えた．また，アラビノースで見られた極小は，この溶質のエクアトリアル位ヒドロキシ基の平均数が他の溶質に比べて小さく，低濃度領域でのPVAとの相互作用がしにくいことが関与していると推測した．本研究により得られた知見は，より高機能なオムツ素材の設計に対して有効な指針を与えるものと考える．
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