リビング超分子重合を基盤技術とした分子性１次元コロイドの開発およびその物性研究
| Project/Area Number |
23K23402
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| Project/Area Number (Other) |
22H02134 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
杉安 和憲 京都大学, 工学研究科, 教授 (80469759)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
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| Keywords | 超分子ポリマー / 自己集合 / コロイド |
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| Outline of Research at the Start |
コロイドは、食品や化粧品、塗料などの身近な製品から、ナノテクやバイオに関連する基礎研究にいたるまで様々な場面で用いられている。このようにコロイド科学はきわめて学際的であり、新しいコロイドの開発は、ただちに（ナノ）材料科学の発展に結びついている。本研究では、高分子化学と超分子化学の手法を駆使して長さが制御された単一分子幅の１次元コロイドを精密合成し、その物性を探究することを通じて、これまでのコロイド科学とは一線を画した『精密コロイド科学』とも呼ぶべき研究領域を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高分子化学と超分子化学の手法を駆使して長さが制御された単一分子幅の１次元コロイドを精密合成し、その物性を探究することを通じて、これまでのコロイド科学とは一線を画した『精密コロイド科学』とも呼ぶべき研究領域を開拓する。本研究で合成する１次元コロイドは、カーボンナノチューブや微小管などの従前の１次元コロイドとは異なり、その長さ、表面電荷の密度や分布、親水/疎水性、セグメント配列、持続長や曲率など、コロイドを特徴づける化学的・構造的なパラメータを自在に制御できることを大きな長所とする。得られた１次元コロイドの構造とその分散液の物性との相関を解明することによって、応募者が提案する『分子性１次元コロイド』の設計性の高さを示し、コロイド物性を分子論的にチューニングできることを実証する。
昨年度に合成した超分子ポリマーに関する知見に基づいて、新たなモノマー分子を設計・合成した。このモノマー分子の側鎖には、重合性の官能基に加え、アジド基を修飾した。すなわち、超分子重合とラジカル反応による超分子ポリマーの固定化によって１次元コロイドを合成し（昨年度に達成）、引き続いてアジド基へのクリック反応によって、１次元コロイドへの後期修飾・機能化が可能となると期待した。
新たに合成したモノマー分子は、これまでのモノマー分子（アジド基なし）とは異なり、有機溶媒中において著しく凝集・バンドル化した。超分子ポリマーの界面に現れたアジド基が、超分子ポリマー間の相互作用を強めているものと考えられる。超分子ポリマーの界面設計が非常に重要であることを示唆しており、『分子性１次元コロイド』の精密合成に関する重要な知見となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予期していなかった課題が明らかとなった。しかしその解決法に関して、これまでのわれわれの研究の中にヒントがあることに気づいた。新たなモノマー分子の設計指針を立てて、合成を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
超分子重合とラジカル反応による超分子ポリマーの固定化によって１次元コロイドを合成し（2022年度に達成）、引き続いてアジド基へのクリック反応によって、１次元コロイドへの後期修飾・機能化を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
