2017 Fiscal Year Annual Research Report
ゲル微粒子の周期的な会合／解離挙動を活用した微粒子超構造の構築とメカニズム解明
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17H04892
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
鈴木 大介 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (90547019)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / 合成化学 / 微粒子集積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高分子微粒子の規則配列構造の発展を目指し、外部刺激応答性を有し、やわらかく変形しやすい微粒子（ゲル微粒子）の構造制御を実施した。我々のグループで提案しているゲル微粒子をコアに用いたシード乳化重合法を活用し、異形形状のゲル微粒子の検討を行ったところ、コアのゲル微粒子が収縮した疎水性でなく水膨潤状態にあった場合でも、ポリスチレン等の疎水性高分子との複合化が狙い通りに進行する事を見出した。これらの形成メカニズムや、膨潤状態の３D構造の解明にも至った。
また、半球ごとに性質の異なる硬質高分子微粒子を得て、その後、ハイドロゲル層を導入する手法によって異形複合ゲル微粒子の合成検討を行った。コア粒子の作製には、ポリスチレン微粒子を合成後、反応性モノマーの相分離を活用し目的となる微粒子の合成検討を行った。合成時の溶媒条件やモノマーと微粒子の重量比等を制御する事で目的となる微粒子を得る事に成功した。今後、シェル層にハイドロゲルを導入し、以降の微粒子配列化検討に用いる。
その他に、ハイドロゲル微粒子が界面において特徴的な配列化挙動を示す事を明らかにすることができた。ゲル微粒子のサイズ・架橋度（やわらかさ）・化学種等を変化させ、液滴の乾燥過程において、ゲル微粒子が気水界面に吸着し、気水界面でのゲル微粒子の変形を経て、基板上にゲル微粒子の配列構造が転写されるメカニズムを詳細に明らかにすることができた。ゲル微粒子のやわらかさが配列化挙動に重要な制御因子であることが分かったため、異形ゲル微粒子から成る多様な配列構造の実現に活かしていく。
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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
目的となる複合ゲル微粒子の創製が予定通りに進行し、更に、ゲル微粒子の配列化挙動を詳細に検討し、メカニズムの解明に至ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
シード乳化重合や相分離法を活用したコア粒子の合成手法では得る事が出来ない棒状形状のゲル微粒子の合成にも着手する。また、明らかにすることができたゲル微粒子の配列化現象を活用し、様々な異形ゲル微粒子に適用する事で、特徴ある配列構造の形成を目指した検討を実施する。
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