Creation of coacervate interfaces for controlling fouling behavior

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K14047
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Green/Environmental chemistry
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: AOKI Takashi 京都工芸繊維大学, 繊維学系, 准教授 (80231760)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: コアセルベート / ポリマー濃縮層 / ファウリング / タンパク質 / 水処理膜

Outline of Final Research Achievements

The fundamental polymeric material and its technology to control a bio-fouling on a water/polymer interface has been developed. PDB copolymers composed of N,N-dimethylacrylamide (DMAAm) and n-butyl methacrylate (BMA) have hydrophobic aggregation above certain temperatures and ionic strength to show liquid-liquid phase separation in water.
The PDB copolymer-modified substrate surfaces suppressed to adsorb a blood-coagulation protein, fibrinogen, as well as to adhere blood cells, platelets. Further, a primitive study for a modification of the polymers on some material surfaces was conducted. The copolymers in this study will be good candidate materials for suppressing the fouling of water-treatment membranes to remove impurities in unclean water and the bio-fouling of biomaterials in special medical devices such as artificial vessels and hearts.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水/固体界面で生起する吸着現象は古くから知られており、吸着することは、界面が存在すれば自然に生起する現象である。したがって、反対に吸着を抑制することは容易なことではなく、抑制するための新規界面の獲得は重要な課題である。今回、実施した実験結果の中から、水/固体界面で生起する吸着を抑える表面の状態についての分子設計がより明らかになったと同時に、水浄化のための水処理膜表面でのファウリング現象や人工臓器などで課題となっている血液の凝固反応を軽減するための母材表面へのポリマー修飾方法についての初歩的な知見が得られ、様々な応用展開へ繋がることが期待できる。