Precision synthesis of sequence-controlled polymers and creation of sequence-driven functions

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00911
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ouchi Makoto 京都大学, 工学研究科, 教授 (90394874)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 配列 / 高分子 / 共重合 / 精密重合 / ラジカル重合 / 側鎖 / 変換 / 選択性

Outline of Final Research Achievements

We have established a methodology to control the sequence of vinyl monomer units in copolymers through post-polymerization side-chain transformation and iterative single-monomer addition and clarified functions specific to the controlled sequence. Particularly, we have synthesized a library of sequence-controlled copolymers made of commodity monomer units (methacrylate, acrylamide, styrene, etc.) carrying various side chain substituents, and compared the properties/functions with the corresponding statistical copolymers. We thus clarified sequence-dependent properties/functions, such as temperature/pH responsiveness, adhesion, water repellency, self-healing properties, self-assembling properties, and degradability.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体高分子はモノマー配列が制御された共重合体であり，配列に基づいて機能している。一方，これまでの合成高分子の合成プロセスではモノマー配列を制御するのは不可能であったが，本研究では重合後に変換できる結合を組み込んだモノマーを使うことで，様々な側鎖を有する汎用モノマー単位の配列が制御された高分子の合成を実現し，配列に基づく物性や機能を見出した。構造として全く新しい高分子を開発するのではなく，配列の制御によって特性や機能を高められる可能性が示され，これからの社会で求められる持続性と機能性を両立する材料開発に対して大きく貢献する研究成果である。