2020 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication and extreme property of the hydrogel free of structural inhomogeneity
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19K15630
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中川 慎太郎 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (40806642)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 架橋高分子 / ポリマーゲル / 力学特性 / ボトルブラシポリマー / 制御ラジカル重合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリマーを架橋した三次元網目からなるポリマーゲルを始めとする架橋高分子は、一般に様々な構造欠陥を持ち、それが力学的信頼性の低下につながる。本研究では、ダイアモンドなどの共有結合結晶の構造的特徴にヒントを得て、構造欠陥を極限まで排除したポリマーネットワークの創製を目指す。具体的には、原料となるポリマーユニットに側鎖を導入することで直線性・剛直性を高めた構成要素（「マクロアトム」）をつなぎ合わせる手法をとることで、ポリマー鎖の柔軟性に由来する構造欠陥のない新規「マクロアトム」ポリマーネットワークを創製し、ポリマーネットワークがもつ力学特性の極限に迫ることを目的としている。
最終年度となる2020年度には、マクロアトムゲルの合成および物性の評価を行った。前年度に確立した合成手法に基づいて、構造明確で分子量分布が狭く、主鎖末端に反応点を有するマクロアトムを合成した。マクロアトムの反応点をリンカー合物を用いて溶液中で化学的に結合させることで、マクロアトムゲルの合成に初めて成功した。ゲル形成過程および最終的なゲルの物性をレオロジー測定により評価した。ネットワークの弾性率の測定値はゴム弾性理論から予測される理論値と概ね一致しており、理想に近いネットワーク構造および力学特性を有するマクロアトムゲルが得られた。本研究により、世界に先駆けて架橋高分子材料から構造欠陥を排除するための基盤となる一連の手法を確立することに成功した。
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