2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of removable adhesive technology based on photo- and sound-triggered topological transformation of polymers
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21H01632
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
本多 智 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (10711715)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 高分子トポロジー / 光反応 / 超音波 / 解体性接着剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
使用時に強力な接合強度を持つ一方で役目を終えると簡単に剥離できる解体性粘接着技術の開発は急務となっている。しかしながら、材料中の表面に加えて深部の接着性が剥離時に低下する有効な材料・剥離技術の開発には目立った進展がみられていない。本研究では、この課題に対して①光・超音波（音）応答性物質と超音波素子、②光と音による高分子形状変換法、さらに③材料表面・深部における接合箇所の光と音による剥離技術を開発することによる解決を目指した。
初年度には、光応答性ヘキサアリールビイミダゾール（HABI）に着目し、HABIが導入された様々な高分子物質を合成した。HABI中には結合解離エネルギーの小さいイミダゾール間の共有結合が含まれるため、エネルギーの大きい超音波刺激をピンポイントに作用させることで光刺激同様に結合開裂を引き起こせると考えた。そこで、周波数の異なる複数の超音波素子の開発についても進め、共振周波数（0.5, 1 , 1.5, 2 MHz）の異なる複数の超音波素子を製作した。その結果、1 MHz以上の共振周波数の素子に焦点の形成が認められ、とくに1 MHzの素子は、視認性を損なわない程度に材料中の微小領域にエネルギーを集中できる焦点サイズ（数ミリメートル程度）の超音波を照射できることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究は、①光・超音波応答性物質と超音波素子、②光と音による高分子形状変換法、さらに③材料表面・深部における接合箇所の光と音による剥離技術の開発という三つの段階で構成されている。初年度には、当初の計画通りに光・超音波応答性物質と超音波素子を開発することに成功したことに加え、光と音による高分子形状変換法の開発にも一部成功している。これらのことから本研究は、当初の計画以上に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度には、光と音による高分子形状変換法を進める。とくに超音波による高分子形状変換を明らかにするための方策として、架橋高分子への超音波照射に伴う力学物性の変化を調べる。またこの目的を達成するために、架橋高分子から精度よく同一形状の試験片を造形する技術の必要性が生じている。そこで、鋳型を利用した重合や3Dプリンティングによる試験片の作製を通じてこの課題を解決することで、本研究を計画通りに推進する。
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