2017 Fiscal Year Research-status Report
分子間相互作用の制御による力学的・機能的異方性をもつ多糖複合フィルムの作製
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16K05799
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
橋詰 峰雄 東京理科大学, 工学部工業化学科, 教授 (40333330)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フィルム / 多糖 / 延伸 / 異方性 / 生体材料 / ポリオンコンプレックス / 塩処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、反対荷電をもつ多糖同士からなるポリイオンコンプレックス（PIC）の加熱延伸によって得られる多糖複合フィルムについて、PICからフィルムへの成形機構を明らかにし、さらにその知見を基に延伸方向に対して高い機械的・機能的異方性をもつフィルムを作製することを目的としている。特に（１）多糖の化学構造、（２）PIC ゲルの作製方法、（３）加熱延伸条件、の3つの因子の効果に注目して検討を進めている。本年度は（１）に関してはコンドロイチン硫酸C（CS）とキトサン（CHI）との組み合わせを中心に、主に（２）の因子に重点を置いて検討を進めた。前年度本科研費で購入したミキサーミルを用いたゲルに対する高速剪断処理の影響について検討を進めたのに加えて、新たにPICゲルに対する塩処理の効果について検討を行った。その結果、PICゲルを塩溶液で一定時間処理した後、再び超純水に浸漬することで脱塩を行うと、ゲルの力学的強度の改善が見られることがわかった。CSおよびCHIの溶液の混合によって形成されるPICはイオンコンプレックス形成が完全ではないと予想される。塩処理によってPICゲル中に存在する個々のイオンコンプレックスに対してアニオン、カチオンそれぞれの官能基の対イオンに相当する無機イオンが相互作用し置き換わることでPIC中のネットワーク構造が緩和したと考えられた。続いて脱塩処理によりゆっくりと無機対イオンが除かれPICの再構成が行われる際、処理前よりも多くのイオンコンプレックス形成が促進され、結果としてより強度の高いPICゲルが得られたと考えられた。一方でこのような処理の効果はフィルムの物性には転写されなかった。現在その点を解決すべく検討を進めている。また（１）に関して、次年度に備えヒアルロン酸（HYA）とCHIとのPICゲルやフィルムについて基礎的な物性評価を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記項目の（２）に関して、当初計画のミキサーミルを用いた処理以外に新たに取り組んだ塩処理によってPICゲルの物性向上が可能であることが見出された点は予想していなかった良好な成果である。次はそれをフィルムの物性へと転写させるための加熱延伸条件の探索（項目（３））という課題が明確となった。また本年度の成果により次年度（１）について本格的に検討を進めるに当たっての実験条件に関する指針も得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は（２）PICゲルの作製方法に関して、塩処理条件を最適化してより高強度なゲルを用い、その改質の効果をフィルムに成形した際も維持できるよう、（３）加熱延伸条件を改めて検討する。また（１）に関して、以前に検討した熱プレスによるフィルム成形でフィルムの物性においてCSとCHIとの複合フィルムとは異なる挙動が見られたHYAとCHIのPICおよびフィルムについても検討をする、結果の比較検証により加熱延伸機構に迫りたい。また異方形状のフィラーの導入などで力学的位異方性以外の機能面での異方性をもったフィルムの作製に至るよう検討を進める。
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| Causes of Carryover |
理由：人件費、謝金が結果として不要であったこと、および物品費（消耗品費）の見込額と実際の使用額との間で若干の差が生じたため。
使用計画：物品費（消耗品費）としての使用を計画している。
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