2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of stretchable materials inspired by the motion of pantograph
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16K14074
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
本多 智 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (10711715)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子機械 / 開環重合 / 高分子機械 / 主鎖型高分子機械 / 高分子トポロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、主鎖繰り返し単位が分子機械からなる主鎖型高分子機械（MMMP）の合成、および伸縮自在な機能物質の創製を目指した高分子トポロジーの自在な変換法の開発を実施した。
分子機械をはじめとする比較的大きな原子団を高分子の繰り返し単位に組込むには、従来、重縮合法を採用せざるを得なかった。しかし、重縮合法では分子量を揃えることと高分子トポロジーを組換えることが困難であった。一方、環歪みの解消を駆動力に進行する開環重合（ROP）法は、分子機械を繰り返し単位に導入しうる重合法であり。しかしながら、分子機械を含む環状モノマーは中・大員環とならざるを得ず、一見、分子量の揃ったMMMPを合成することは困難であった。この問題に対して本研究では、分子機械の駆動により環歪みを誘起可能な環状分子機械の合成と、これをモノマーとするROPを着想した。その結果、標的とする環状分子機械の合成に成功し、そのROPによりオリゴマーを得ることが出来た。
一方、これらの高分子群の特徴を生かした伸縮自在な機能物質を開発すべく、高分子トポロジーの自在な変換法の開発にも挑戦した。このコンセプトの実現には、高分子トポロジーの組換えに伴って粘弾性が大きく変わる系の構築が鍵となる。また、物質全体の応答速度を向上させることが望ましい。本研究では、紫外光照射下で切断されるが非照射化では再形成する共有結合を駆使することで高分子トポロジーの組換えを数分以内に達成できる物質の開発に成功した。また、無溶媒下で粘弾性を制御可能な物質、さらには流動・非流動状態をも制御可能な機能物質の創製に成功した。
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