| Project/Area Number |
21K14687
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 35020:Polymer materials-related
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
Miyata Mari 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (50804697)
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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 |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 分子間相互作用 / 水素結合 / 構造制御 / 架橋反応 / 再生可能資源 / 吸水性高分子 / 機能性高分子 / 超分子化学 / 分子間水素結合 |
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| Outline of Research at the Start |
架橋構造を有する高吸水性ポリマーは、その多くが非分解性の石油由来ポリマーであるため、深刻なごみ問題の悪化が危惧されている。生分解性の高吸水性ポリマーの開発と普及が望まれるが、従来の石油由来ポリマーに匹敵、或いはそれ以上の吸水能力を持つポリマー構造の設計が課題となっている。本研究では、天然由来の再生可能資源のみを用いた安全かつシンプルな条件で分子間相互作用を利用した選択的架橋反応を構築し、高い吸水性と生分解性を併せ持つ新規ポリマーの合成を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The 3S method proposed in this study for the synthesis of biomass-derived superabsorbent polymers satisfies the following three conditions: (1) solvents and reactants are harmless from renewable resources (Safe), (2) polymer synthesis and purification are simple (Simple), and (3) the polymer has high water absorption capacity (Smart). In this study, it was found that superabsorbent polymers can be obtained under safe and simple conditions using only renewable resources. We have found a method to synthesize water-absorbent polymers by utilizing hydrogen bonds and molecular interactions that become stronger under certain conditions and by forming cross-linked structures using spatial arrangement as a template.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高吸水性ポリマーは、使い捨てオムツをはじめ医療用や農業用など多種多様な用途で利用され、その需要は拡大している。現在利用されている高吸水性ポリマーは枯渇性資源である石油由来の非分解性ポリアクリル酸塩系が主流であり、架橋剤や溶剤も含めて再生可能資源のみから高吸水性ポリマーを合成する簡易で普及性のある合成法は確立されていない。本研究で得られた成果は、天然由来の再生可能資源のみを用い、安全かつ簡易に高吸水性ポリマーを合成する有力で波及性の高い合成法を見出すものであり、学術的・社会的意義は大きい。
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