2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Organic-Inorganic (Nanocomposite) Gel Technology and its functions
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15H03870
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
原口 和敏 日本大学, 生産工学部, 研究所教授 (10373391)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / ゲル / ナノコンポジット / 刺激応答性 / 力学物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）ＮＣゲルの機能最大化に関しては、ポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）(PNIPA)とクレイからなるNCゲルを用いて、その周囲環境を水とNaCl水溶液で交互に変化させることにより、極めて大きな収縮応力が可逆的に発現することを見出した。応力発現はNCゲル中のPNIPA鎖が塩濃度増加により室温でCoil-to-globule転移を生じるようになるためと結論された。実験条件をNaCl濃度およびNCゲル組成を変化させて最適化した結果、温度応答による場合の10倍以上の４Nを超える応力（150-200 kPa）が発現した。これはヒト筋肉における応力とほぼ同じレベルである。以上の結果及び応力発現機構をまとめて論文投稿し、掲載された。
（２）新規ＮＣゲルの合成と機能創出に関して、予めArプラズマ処理したクレイを用いることで、力学物性に優れた均一で透明なNCゲルが開始剤フリー光重合により合成できることを見出した。また、プラズマ処理クレイにおける過酸化物形成とラジカル発生をFTIR及びESR測定により明らかにした。更に、プラズマ処理クレイ層を下部にして、反応液中にクレイを共存させる実験から、in situ重合反応におけるクレイの役割及び重合機構を明確にした。以上の結果を論文にまとめて投稿し、掲載された。
（３）ゾル－ゲル反応によるポリマークレイーシリカ三成分系NCゲルの合成に成功し、極めて優れた力学物性（超高弾性率／高強度）と迅速な温度応答収縮性を有することを明らかにした。また、構造モデルを推奨した。これらをまとめて論文投稿し、掲載された。
（４）形態制御によるＮＣゲル機能化に関して、前年度見出したアルコール水溶液異常粘度のクレイ共存による増幅（約150～1500倍）に関する実験結果および機構考察をまとめて論文投稿し掲載された。また、溶媒種の変化の影響を含めた研究をさらに進めた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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