2019 Fiscal Year Research-status Report
Precision design of novel functional polymer gels with organic/inorganic nanoparticle structure as crosslinked domains
| Project/Area Number |
19K05602
|
|---|
| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
|---|
Principal Investigator |
伊田 翔平 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (80610740)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ゲル / 両親媒性 / 刺激応答性 / リビングラジカル重合 / アクリルアミド / 架橋 / ハイブリッド材料 / モノマー配列 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では高分子ゲルの高機能化に向けて、性質の異なる2種の成分を巧みに複合化したゲルの新たな設計指針を確立することを目指している。この目的達成のため、「有機高分子ミクロゲル構造を架橋ドメインとするゲルの設計」、「剛直な無機化合物を架橋剤に用いた末端架橋によるゲルの設計」の2項目について研究を行い、それぞれ以下の成果を得た。
１．有機高分子ミクロゲル構造を架橋ドメインとするゲルの設計：外側のブロックに反応性部位を持つ温度応答性／親水性／温度応答性ABA型トリブロックポリマーを精密合成し、これらを架橋することによってゲルを得た。このゲルは、室温での温度変化に対して空気中でマクロな体積変化を起こすことなく力学特性を変化するという、新奇な応答性を示した。さらに、重合誘起自己組織化法を応用することで合成手法の改良を行い、応答性の向上を実現した。また、別種の架橋ドメイン構造として、温度応答性の多分岐星型ポリマーに注目してゲル合成に関する検討を進めた。この研究の過程で、多分岐構造を有する星型ポリマーが通常の直鎖状ポリマーとは大きく異なる応答性を発現することを新たに見出した。
２．剛直な無機化合物を架橋剤に用いた末端架橋によるゲルの設計：両末端に反応性部位を有するテレケリックポリマーを精密合成し、無機架橋剤としてかご型シルセスキオキサンを用いた末端架橋によりゲルを得た。このゲルは熱処理に伴って不可逆的に力学特性を変化する新奇な応答挙動を示した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
温度応答性／親水性／温度応答性ABA型トリブロックポリマーの架橋によって得られるゲルが空気中での温度変化に対して特徴的な力学特性変化を発現することを明らかにすることができた。さらに、重合誘起自己組織化の活用により合成手法の改良により、特性向上を実現した。また、多分岐星型ポリマーの架橋によるゲル合成研究が進展しただけでなく、分岐ポリマーの独特な応答性発現という基礎的に重要な知見を得ることもできた。無機化合物を用いたゲルに関しても、新奇な応答性発現を見出すことができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、これまでに得られているゲルについて、より詳細に物性測定および構造解析を進めることにより、見出すことのできた新奇な応答性の発現機構に関する理解を進める。さらに、有機ミクロゲル構造および無機化合物についてもさまざまな構造体を架橋部位に用い、ゲルの合成および構造－物性相関の解明を進めていく。
|
| Causes of Carryover |
理由：研究開始当初は、前駆体高分子の評価をより高精度に行うためにGPCシステムの更新を検討していたが、予算額の不足が判明した。しかし、他の研究予算で購入に目処が立ったことから、本予算では前駆体高分子の温度応答性に関する詳細な評価に焦点を絞り、紫外可視分光光度計の購入を行うこととした。温度調整機能を必要なスペックまで高める過程で多額の予算が必要であるとともに、機種選定が年度内で終わらなかったため、次年度に予算を繰り越すこととなった。
使用計画：上記の通り、温度調整機能付き紫外可視分光光度計を購入する。その他、消耗品や旅費については当初の研究計画を元に進める。
|
Research Products
(20 results)
