2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of multi-stimuli-responsible biodegradable polymer
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20K12233
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
橘 熊野 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (60504024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
粕谷 健一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (60301751)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生分解性高分子 / 外部刺激応答性 / 超分子化学 / 酸化還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の最終目標は「使用中は汎用プラスチック代替耐久材料として利用でき、環境流出時に即座に分解が開始される生分解性高分子が実現可能かを明らかにする」ことである。そこで、易生分解性高分子に複数の刺激応答性開裂ユニット導入し、多様な環境での選択的生分解性発現を実現することで、多刺激応答型生分解性高分子を創成する。当初計画として、2020年度は「複数の開裂ユニットの開発」と「開裂ユニットによる生分解性高分子の架橋」を掲げていた。
2020年度に実施した内容を下記に列挙する。
1, 刺激応答性開裂ユニットとしてのジスルフィド結合：ジスルフィド結合は還元刺激によってスルフィド基へと開裂する。易生分解性高分子の分子主鎖中にジスルフィド結合を導入することに成功した。還元分解性評価として、海底環境のモデル系で試験したところ、3週間で完全に分解することを確認した。また、還元分解物が海洋中においても容易に生分解することを確認した。
2. 刺激応答性開裂ユニットとしての酸・塩基イオン対：酸塩基イオン対はpHおよび塩による応答性が期待できる。酸塩基イオン対を易生分解性高分子の分子主鎖中に導入した。海洋中の塩濃度で分解することを確認した。また、pH6および8においても開裂することを確認した。
3. 易生分解性高分子に架橋構造を形成させることでの使用中の生分解性発現抑制：易生分解性の多糖類の架橋反応をジスルフィド結合を検討したところ、架橋構造の導入による生分解性抑制および還元開裂による生分解性発現を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナの感染対策のため、前期の入構制限に加えて年間を通しての断続的な入構規制が行われ、当初予定よりも遅れている。特に生分解性評価については、一部しか実施できていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度も新型コロナの感染対策のため、断続的な入構規制が行われており、当初計画の方法で実施することが困難である。そこで、断続的な実験でも対応可能な「刺激応答性開裂ユニットの開発」を優先して行う。
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| Causes of Carryover |
入構制限などのため、生分解性評価が進捗できなかったため。
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