2004 Fiscal Year Annual Research Report

らせん-ランダムコイル転移に誘起されるゲルの体積相転移現象の研究

Research Project

Project/Area Number	15540392
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	竹中幹人京都大学, 工学研究科, 助手 (30222102)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長谷川博一京都大学, 工学研究科, 助教授 (60127123) 橋本竹治京都大学, 工学研究科, 教授 (20026230) 小泉智日本原子力研究所, 先端基礎研究センター, 副主任研究員 (00343898)
Keywords	らせん-ランダムコイル転移 / ゲルの体積相転移現象 / 時分割光散乱法 / 時分割中性子散乱法
Research Abstract	DNAやポリペプチドといった生体ポリマーのらせん構造は生理活性の発現に大きく影響している。主鎖が立体規則性の高いシス構造の置換アセチレンポリマーもらせん構造を形成することが知られている。置換アセチレンポリマーの一つであるポリ(N-プルパギルアミド)(PPA)も分子内の規則的な水素結合によりらせん構造を形成し、外部刺激(温度・圧力)によりらせん-ランダムコイル転移を起こす。本研究では、ランダムコイル-らせん転移を起こすPAAを基本骨格とするゲルを合成し、ランダムコイル-らせん転移により誘起されるゲルの体積相転移現象の解明を目的とした。得られた知見により今までとは異なる新しい刺激応答性ゲルの開発を目指した。この体積相転移の学問的に興味がもたれる点は、ゲルの空間的階層構造の小さなスケールの階層構造の相転移であるランダムコイル-らせん転移に伴い、大きなスケールでのゲルの体積相転移が引き起こされる点である。ソフトマテリアルにおいては、階層構造の各層における相転移現象が他の階層構造に大きく影響を与えて新たな自己秩序化を引き起こすことが特徴の一つであり、このゲルはそのモデルとして最適である。この体積相転移現象を解明することは、ソフトマテリアルの物理学の進歩にも大きく寄与すると考えられる。平成16年度においては、平成15年度に作成したゲルを膨潤相から収縮相へ温度ジャンプさせることにより誘起される体積相転移のダイナミックスを各種散乱法・各種顕微鏡法により測定を行った。さらにポリ(N-イソポロピルアミド)を基本骨格とするゲルの溶媒-ポリマー間の相互作用によって体積相転移を起こすものの温度ジャンプにより誘起される体積相転移のダイナミックスも測定を行い、そのダイナミックスの比較を行った。