2021 Fiscal Year Annual Research Report
Precision design of novel functional polymer gels with organic/inorganic nanoparticle structure as crosslinked domains
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19K05602
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
伊田 翔平 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (80610740)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究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行ってきた。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、本年度は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：2020年度までに、温度応答性ミクロゲル構造を組み込むことで温度変化に対して力学特性を変化させるヒドロゲルの合成手法を確立した。2021年度は種々の組成を有するゲルを合成することで、ゲルの構造と力学特性の相関について多くの知見を得るとともに、蛍光分子との複合化により温度変化に対して力学特性と発光特性を同時に変化するゲルの開発に着手し、有望な結果を得た。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を架橋構造とするゲルの合成も行い、構造と力学特性の相関についての知見を多く得た。さらに、簡便なラジカル共重合によって得られるゲルの連鎖配列と膨潤特性の相関を詳細に調べ、ゲル設計の指針に有用な基礎的知見を得た。
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：2020年度までに、かご型シルセスキオキサンを用いた末端架橋により得たゲルが、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すことを明らかにしてきた。2021年度はゲルの処理条件を変えることにより、一度変化した力学特性等の諸物性を、熱処理以前の状態に戻すことに成功した。
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