2021 Fiscal Year Annual Research Report
Precise analysis and multidimensional control of LCST behavior of monofunctional dual stimuli-responsive polymers in organic solvents
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19K05587
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
佐藤 絵理子 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30422075)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 下限臨界共溶温度 / オルガノゲル / 刺激応答性ゲル / 光応答性 / 共貧溶媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、クロロホルムなどの非プロトン性有機溶媒中におけるクマリン誘導体ポリマーの下限臨界共溶温度（LCST）挙動の詳細な解析および刺激応答性の多次元制御を行うことを目的とする。クマリン誘導体ポリマーは、単一の官能基が温度と光に応答する「一官能二重刺激応答性ポリマー」であり、共重合によって複数の刺激応答性基を導入した従来の二重刺激応答性ポリマーでは達成困難な「刺激応答部位の均一分散・高密度導入」が可能であることから、高感度な刺激応答性材料としての応用が期待される。
2021年度は、非プロトン性有機溶媒中での温度応答性の多次元制御として、第三成分の光反応によるLCST制御を目指した。クマリン誘導体ポリマーは吸収しない波長で光反応し、クマリン誘導体ポリマー/非プロトン性有機溶媒系に添加することでLCSTを変化させる化合物として、アントラセン誘導体（An）を選択した。Anおよびその光反応生成物である二量体（An dimer）を第三成分としてクマリン誘導体ポリマーのクロロホルム溶液に添加した際のLCST挙動を評価し、AnとAn dimerで逆の添加効果を示す場合があること、どちらも温度応答性の鋭敏さを維持することを見いだした。Anを添加したクマリン誘導体ポリマーのクロロホルム溶液に光照射を行い、AnをAn dimerに変換することでLCST制御を試みたが、有意な変化は確認されなかった。AnとAn dimerで単位物質量あたりの添加効果が大きく異なることや、An dimerのクロロホルムへの溶解性が低いことが要因であることを明らかにしている。本課題の遂行過程で新たに見いだした共貧溶媒について、前年度に引き続きさらに詳しい検討を行い、共貧溶媒性を示す溶媒の組み合わせを明らかにすると共に、一般則として、クロロホルムと発熱的に混合する溶媒が共貧溶媒性を示す可能性が高いことを明らかにした。
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