2019 Fiscal Year Annual Research Report
Developments and Potential Applications of Ideal Polyelectrolyte Gels
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16H02277
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柴山 充弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (00175390)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Li Xiang 東京大学, 物性研究所, 助教 (30759840)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 荷電性ゲル / 理想網目 / 小角中性子散乱 / ポリアクリル酸ゲル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
荷電性高分子ゲルは非常に高い浸透圧を持ち、吸水剤や保水剤として様々な分野で利用されているが、既存の荷電性高分子ゲルは主にラジカル重合法で作製され、形成される網目構造は不均一で制御性が乏しい。そのため、荷電性高分子ゲルの物性理解は殆ど荷電基の種類や濃度の面から行われ、網目構造の観点からの議論は殆どなされていない。本研究ではテトラ型モジュールポリマーを用いた高い均一性・制御性を誇るゲル作製システムを用いて、未だに実現されていない理想網目構造を有する荷電性高分子ゲルを創造し、荷電性高分子ゲルの物性の理解、及び理想網目を利用した応用展開を目指した研究をおこなった。
令和元年度においては、４分岐PEGと２分岐PEGを骨格と4x2タイプゲルを合成し、そのダイナミクスおよび構造をしらべることで、この系が非常に均一性の高いゲルであることを確認した。続いて、PEGの良溶媒であるアセトニトリルを溶媒とし、かつ高分子濃度がボンドパーコレーション条件を満たすように調整することで、架橋前後で不均一性が全く現れない4x2タイプのボンドパーコレーションゲルの合成に成功し、この成果をScience Advance誌に発表した。さらに、DNAを架橋点とするテトラPEGゲルの合成方法を詳細に検討し、DNA導入率の高い荷電性高分子テトラPEGゲルの合成に成功した。このゲルを用いて中性子散乱実験を行い、現在、構造解析を行い、論文化をおこなった（投稿中）。DNA架橋テトラPEGゲルの場合、高温でゾル、低温でゲルとなる物理架橋ゲルであること、またDNAが強く荷電しているので、新規タイプの荷電性高分子ゲルということができ、さまざまな応用が期待できる。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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