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2014 Fiscal Year Annual Research Report

網目構造形成に及ぼすゲル化反応速度の影響とその静的・動的力学特性の解明

Research Project

Project/Area Number 12J07980
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

片島 拓弥  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords高分子物理 / ハイドロゲル / レオロジー / Tetra-PEGゲル / 歪エネルギー密度関数 / 二軸延伸 / スーパーコイル / 排除体積
Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究において申請者はプレポリマー形状・ゲル化速度の調節によりループ構造に代表される網目の結合不均一性を制御できる可能性を発見した。本研究において申請者は、網目の結合不均一性がどのようなメカニズムで形成されるかを明らかにし、結合不均一性がゲルの物性にどのような影響を及ぼし、どのように評価され得るかを明らかにすることを目的とした。これらの研究を通して申請者は、網目構造の不均一性を制御することで物性を制御する指針を得ること、またゲルの網目構造の物理学の構築に貢献することを目的とした。
本年度は前述した目的を達成するに先立ち、不均一性の排除された均一な網目がどのような力学物性を持つのかを明らかにすることは重要なことである。申請者は本年度内に以下の事項について明らかにした。
(1) Tetra-PEGゲルを作製する際の、濃度、pH、イオン強度の依存性を評価したところ、pH・イオン強度の影響は反応率に影響を及ぼし、濃度のみがループ構造の形成に影響を及ぼすことがわかった。
(2) 濃度・架橋点間分子量・結合率・ゲスト高分子鎖濃度を任意に制御したTetra-PEGゲルを作製し、二軸延伸を行った。その結果、純ずり変形下における直交する二軸間の応力比はゲルの網目につながっている高分子鎖の存在確率にのみ依存することがわかった。これらの結果から、ゲルにおける二軸間の応力相関はネマチック相互作用やトポロジカル相互作用などの多体間相互作用に起因している可能性を示唆した。
(2)は学会で発表され、優秀発表賞を受賞した他、学会誌に投稿中であり、期待以上の研究の進展があったと考えられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014

All Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] 構造の制御された高分子ゲルの歪エネルギー密度関数2015

    • Author(s)
      片島 拓弥
    • Organizer
      関東高分子若手研究会 2014 年度論文発表会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京都
    • Year and Date
      2015-03-07 – 2015-03-07
  • [Presentation] Pure shear deformation of the chemical gels with precisely tuned network structure2015

    • Author(s)
      Takuya Katashima
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2015
    • Place of Presentation
      San Antonio, America
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-06
  • [Presentation] Effect of Swelling/Deswelling on Mechanical properties of Polymer Gels2014

    • Author(s)
      Takuya Katashima
    • Organizer
      The joint symposium of the 22nd Polymer Networks Group Meeting (PNG) and the 10th International Gel Symposium “PN&G 2014”
    • Place of Presentation
      東京大学、東京都
    • Year and Date
      2014-11-10 – 2014-11-14
  • [Presentation] 濃度・結合臨界点近傍でのゾル・ゲル転移挙動の解析2014

    • Author(s)
      片島 拓弥
    • Organizer
      第 62 回レオロジー討論会
    • Place of Presentation
      福井市地域交流プラザ、福井県
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-17
  • [Presentation] Mechanical properties of two-step crosslinked networks2014

    • Author(s)
      Takuya Katashima
    • Organizer
      第 63 回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎県
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] Swelling and mechanical properties of Tetra-PEG gels2014

    • Author(s)
      Takuya Katashima
    • Organizer
      ICR Polymer Physics Workshop 2014
    • Place of Presentation
      京都大学化学研究所、京都府
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-18
    • Invited
  • [Presentation] Mechanical properties of Tetra-PEG gels with supercoiled networks2014

    • Author(s)
      Takuya Katashima
    • Organizer
      6th Pacific Rim Conference on Rheology
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2014-07-20 – 2014-07-25
  • [Presentation] 構造の制御された高分子ゲルの純ずり変形下における力学特性2014

    • Author(s)
      片島 拓弥
    • Organizer
      日本レオロジー学会 第 41 年会
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所、東京都
    • Year and Date
      2014-05-15 – 2014-05-16

URL: 

Published: 2016-06-01  

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