Polymer characterization platform for precise polymer degradations

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Precision Degradation of Polymer and Polymeric Material
• Project/Area Number: 20H05732
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Numata Keiji 京都大学, 工学研究科, 教授 (40584529)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畝山 多加志 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10524720) ; 佐藤 浩太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70377810) ; 酒井 崇匡 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151)
• Project Period (FY): 2020-10-02 – 2023-03-31
• Keywords: 生分解性高分子 / オリゴマー / 細胞毒性 / 環境毒性

Outline of Final Research Achievements

We have developed an analysis infrastructure platform that is shared mutually and externally, with a focus on Kyoto University and SPring-8. Our platform includes a multi-sample system that automatically measures samples sent by mail. The aim of our research is to conduct comparative studies on the decomposition behavior of amorphous and network-like polymers as well as the decomposition behavior of crystalline polymers like olefins, using the theory of homogeneous and heterogeneous structures. To achieve this, we have determined and shared each model polymer within the region. In the first year, we successfully determined crystalline and amorphous model polymers and distributed samples to each research group. In the second year, we obtained data on crystalline and amorphous samples, and in the third year, we smoothly evaluated their biodegradability and cytotoxicity.

Free Research Field

高分子科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

力学強度などに代表される物性と分解性の間にはトレードオフの関係が根強く存在します。そこで、我々は高分子の物性や機能を阻害せずに、分解を精密に発現もしくは抑制させる基礎分子論を確立することを目指しました。本研究では、高分子の分解や分解性高分子に着目し、自然環境中における高分子の分解劣化、高分子網目構造の物理劣化について検討しました。これらの結果は、生分解性ポリエステルからの分解生成物が異常に高濃度の環境では、さまざまな生物に影響を示す可能性があることを示しており、真に環境に優しい材料を開発するには、分解様式を考慮した材料設計が必要であることを示しました。