2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13750811
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉田 亮 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80256495)
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| Keywords | 高分子ゲル / N-イソプロピルアクリルアミド / 刺激応答性高分子 / 自励振動 / ベローソフ・ジャボチンスキー反応 / 振動反応 / 非線形科学 / インテリジェント材料 |
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| Research Abstract |
代謝回路のようにサイクリックな反応ネットワークを形成する化学振動反応(Belousov-Zhabotinsky反応:BZ反応)を用い、化学振動から力学振動への変換プロセスを分子回路として組み込むことにより、刺激のon-offなしに自励的に膨潤収縮振動する新しい心筋模倣ゲルの設計・構築を行った。これまでの結果、周期や振幅の基質初濃度依存性が明らかにされ、その相関式が実験的に示された。すなわち基質濃度によって周期及び振幅が制御できることがわかった。このことは、基質の添加という外界からの摂動による振動リズムの制御、あるいはon-off制御の実現の可能性を示している。これは生体内で特定の基質濃度が高まったときのみ拍動するようなインテリジェントポンプヘの応用展開にもつながる。またNIPAAmの温度応答性、Ru(bpy)_3^<2+>の光感受性を考慮すると、摂動として濃度以外に温度や光も利用することができる。そこで本研究では、振動状態にあるゲルにこのような外的信号(温度変化、基質添加)をパルス的に与え、その結果振動リズムの制御や。on-off制御を行うことができた。さらに、直鎖状poly(NIPAAm-co-Ru(bpy)_3)をNIPAAmの架橋網目に包括固定したsemi-IPNゲルを作成するなど、大きな体積変化を生み出すためゲルの化学構造設計による膨潤収縮動態の制御を試みた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] R.Yoshida, G.Otoshi, T.Yamaguchi, E.Kokufuta: "Traveling chemical waves for measuring solute diffusivity in theremosensitive poly(N-isopropylacrylamide)gel"J. Phys. Chem. A. 105(14). 3667-3672 (2001)
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[Publications] O.Tabata, H.Hirasawa, S.Aoki, R.Yoshida, E.Kokufuta: "Ciliary motion actuator using self-oscillating gel"Sensors and Actuators A. 95. 234-238 (2002)
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[Publications] O.Tabata, H.Hirasawa, S.Aoki, R.Yoshida, E.Kokufuta: "Ciliary motion actuator using self-oscillating gel"Proceedings of the International Conference on MEMS'01. 405-408 (2002)
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[Publications] R.Yoshida, T.Sakai, T.Yamaguchi: "Design of novel biomimetic polymer gels with self-oscillating function"Sci. Tech. Adv. Mater.. (in press). (2002)
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[Publications] 吉田 亮: "生体機能を模倣した新しい自励振動高分子ゲル"繊維と工業. 57(12). 324-327 (2001)
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[Publications] 吉田 亮: "心筋を模倣した自励発振ゲルの設計と応用"医学のあゆみ. 199(11・12). 766-770 (2001)
