2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21245031
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
辻井 敬亘 京都大学, 化学研究所, 教授 (00217308)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 工司 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00335217)
後藤 淳 京都大学, 化学研究所, 准教授 (20335219)
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| Keywords | トライボマテリアル / ポリマーブラシ / リビングラジカル重合 / 階層構造 / ソフトマテリアル / ボトルブラシ / ナノファイバー / 潤滑機構 |
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| Research Abstract |
本研究では、濃厚ブラシ効果に基づく優れた機能を巧みに組み込んだ新規ソフト&ウェットトライボマテリアルの構築を目指している。本年度は、昨年度確立した合成法を駆使して各種のビルディングブロックを合成し、その階層構造化を図るとともに、その構造解析・特性評価を行い、以下の成果を得た。
(1)ソフトマテリアル(ゲル)への濃厚ブラシ付与:鎖長の制御されたポリスチレン側鎖に有するボトルブラシ(櫛形ブラシ)ゲルを合成し、その表面摩擦特性を評価した結果、鎖長制御により低摩擦特性を実現、すなわち、"濃厚ブラシ"効果の発現を可能であることを実証した。さらには、これとセルロースナノファイバーとの複合化の検討を進め、強度と潤滑性を兼ね備えた材料の開発に成功した。
(2)濃厚ブラシ構造を有するナノファイバーの集積化:セルロースナノファーバー表面へのグラフト鎖導入を検討した。特に、ブロモエステル基の導入により、(1)においてポリスチレンボトルブラシとの架橋に成功した。
(3)潤滑機構の解明:ポリスチレン濃厚ポリマーブラシを用いて、特には、良/非混合溶媒を用いて、すなわち、膨潤度を制御することによって、境界潤滑、流体潤滑、固体潤滑に対応する、濃厚ブラシ特有の潤滑機構の詳細を明らかにした。
(4)次世代バイオインターフェースへの応用:親水性濃厚ポリマーブラシは、特異なサイズ排除特性に由来する生体適合性を発現する。(1)の結果を踏まえ、親水性ボトルブラシゲルならびにセルロースナノファイバーとの複合化を検討した。本年度は、親水性ボトルブラシの合成、架橋反応によるゲル化を達成した。
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