2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Supramolecular Hydrogel toward a Novel Pressure-Energy Strage System
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20H02815
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
中嶋 琢也 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70379543)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / ゲル / 光反応 / 圧力応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、自己組織化によりヒドロゲルを形成するヒドロゲル化性分子について検討を行い、ピレン、ナフタレンモノイミド、ナフタレンジイミドを疎水基、二糖のラクトビオン酸を親水部として有する両親媒性化合物が一定以上の濃度の水溶液において、ヒドロゲルを形成することを見出した。昨年度は単糖のグルコサミン誘導体からなる両親媒性化合物群について検討をおこなっていたが、グルコサミン誘導体が白濁化したゲルを形成するのに対して、ラクトビオン酸誘導体は、ほぼ透明なヒドロゲルを与えた。糖部位の親水性の向上が自己組織体の水分散性の向上に影響を与えたものと考えられる。
ピレン－ラクトビオン酸誘導体は、水中においてファイバー状に自己組織化し、また、発光スペクトルにおいて、ピレンエキシマ―由来の発光を示したことから、中心に疎水性のピレン、表面に親水性のラクトビオン酸を配置した二分子膜様の集合体を与えたものと考えられる。これに、静水圧(400MPa)を加えたところ、不溶な沈殿が得られ、さらに、TEM観察からファイバーのバンドル化が促進されることを見出した。つまり、静水圧印加により、自己組織体の脱水和と二糖部位間の水素結合が非可逆的に促進されたものと思われる。
一方、ピレン誘導体とナフタレンモノイミドおよびナフタレンジイミド誘導体の共集合において、いずれも電荷移動錯体の形成と低濃度における自己集合の促進が観測された。TEM観察からは、5mol%のナフタレンジイミド誘導体の添加により、ファイバー構造の発達が観察され、ゲル形成濃度の低下も見出された。さらに、この共集合水溶液に静水圧を印加したところ、印加圧力(50～400MPa)に対して電荷移動吸収帯の増加が観察され、圧力印加とともに、電荷移動相互作用が大きくなることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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