2003 Fiscal Year Annual Research Report
導電性ソフトマテリアルによるバイオミメティック輸送システムの開発
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15560603
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
山内 健 新潟大学, 自然科学研究科, 助教授 (90262477)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
タンスリヤボン スリヨン 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (00322107)
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| Keywords | 導電性ソフトマテリアル / バイオミネティックス / 刺激応答性高分子ゲル / 伝導性高分子 / 複合材料 / 二次元物質輸送 |
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| Research Abstract |
本研究では、電気刺激に応答して変形する導電性ソフトマテリアルを作製して、棘皮動物(ヒトデ類)の物質運搬を模倣した新規な二次元物質輸送システムの開発を目的としている。本年度は以下の2点について重点的に検討した。
1.電場に応答する導電性ソフトマテリアルの作製
新規な導電性ソフトマテリアルを作製するため、以下の3手法を検討した。
(1)官能基を有するポリピロールとポリピニルアルコール(PVA)の複合化
凍結融解法と化学酸化重合法を組み合わせることで2-(1-カルボキシエチル)ポリピロール/PVA複合ゲル膜を作製することに成功した。
(2)刺激応答性高分子ゲルと導電性高分子との複合化
化学酸化重合法および電気化学法により、電気刺激に応答する高分子ゲルとポリピロールの複合材料を作製することができた。
(3)イオン性液体中での電解重合による導電性ソフトマテリアルの作製
官能基を有する導電性高分子の導電率向上のため、ドーパントを大量に含むイオン性液体中で電解重合を行い、機械的強度に優れた導電性高分子膜を作製することができた。
2.複合材料の化学構造解析、機械的特性および電気特性の検討
複合材料の物性評価はソフトマテリアル化にともなう化学構造、機械的特性、電気特性、および電気刺激による複合材料の変形を重点に評価を行った。(1)で得られた複合膜は貯蔵弾性率が4,000MPaという優れた機械的強度を有し、電場(0-5V/cm)を印可することで屈曲変形し、さらに電場による変形の制御も可能であることがわかった(最大変形速度4mm/min)。(2)では複合体は高分子ゲルの三次元網目にポリピロール鎖が侵入した構造を形成していることがわかった。この複合体は、電場(0-7.5V/cm)を印可することで屈曲変形し、さらに電場による変形の制御も可能であることがわかった(最大変形速度30mm/min)。(3)で作製した膜は極めて平滑な表面構造を有し、導電率は水溶媒系で作製した重合膜の20倍も高い値を示した。
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