2016 Fiscal Year Research-status Report
可視配向する超巨大分子鎖の多段階架橋による一次元膨潤ゲルの作成
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16K14077
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
金子 達雄 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20292047)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ゲル / 液晶 / 多糖類 / ラン藻 / 配向 / 架橋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１、マイクロ分子鎖であるサクランの水溶液を調整し、そこに細胞破砕用を超音波プローブを挿入し、最終的に40分間の照射を行うことで分子量が２０００万から５７万程度にまで減少した。次に、静的光散乱により各照射時間の分子鎖の剛直性を測定した。当初は回転半径と流体力学半径の比を求める計画であったが、動的光散乱装置の不具合により本測定はできなかった。そこで、絶対分子量と回転半径の関係を求めるコンフォメーションプロットを作成することで、分子鎖の剛直性を調べた。マイクロ分子鎖は１０００万を超える分子量の鎖であるが、そのままではエントロピーの効果により剛直な分子鎖として振る舞うことは難しく、コンフォメーションプロットの傾きは０．３３程度であり強くパックされた糸鞠状であることが分かった。しかし分子鎖の切断により分子量が１０８万程度まで減少すると、傾きは１程度となり、ほぼ完全な剛直棒としての振る舞いを示した。また液晶化濃度を複屈折測定から導き出した結果、初期の分子鎖長が２００分の１になることで、液晶化濃度が１桁増加することが分かった。
２、一般に自己支持性のフィルムはマイクロスケールの厚みを持つが、マイクロ分子であれば、乾燥過程で面内にプラナー配向せざるを得ない。これが、面内配向フィルムの形成機構であると考えている。そこで、サクラン分子鎖の液晶溶液をキャストした結果、プラナー配向した暑さ２０μｍの自己支持性フィルムを得ることが出来た。一方、切断したサクランを用いた場合には、プラナー配向しなかった。これは上記の機構のもとで見出された現象と考えられる。
３、面内配向フィルムのネットワークに予めジビニルスルホンを架橋剤として含有させた結果、乾燥状態の構造が架橋により固定されることが分かった。また、これを膨潤させて得たゲルを再乾燥することで面内配向ゲルが得られることが分かった。
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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
当初申請書に記載した３項目に関していずれに順調に進めることが出来た。動的光散乱のトラブルはあったものの、代替法により目的を達成することができた。以上により順調に進展していると選択した。
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| Strategy for Future Research Activity |
H２８年度に作成したゲルの構造的異方性を明確にするために、まず、小角X線散乱イメージング法でフィルム面側とフィルムのエッジ側での分子配向度を定量化する。つづいて、光学的な異方性を見出すために偏光顕微鏡観察を行い複屈折評価により、光学的配向性を明確にする。さらに、ゲルの静的圧縮試験を２方向において行うことで、その力学的異方性を明確にする。これにより力学的異方率と構造的異方性との相関を明らかにする。さらに、膨潤度と弾性率の値からみかけの架橋点間分子量を算出し、ゲルの方向による架橋点間距離の違いを定量化する。これによりゲルの構造的異方性を明確にする。以上の構造解析と力学物性測定を行うことで次年度の物質輸送に関する研究へと結びつける
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