2023 Fiscal Year Final 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 Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Honda Satoshi 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 | 高分子トポロジー変換 / 光反応 / 超音波 / 高密度焦点式超音波 / 解体性接着剤 / 積層造形 / 3Dプリンティング / 液槽光重合式3Dプリンティング |
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| Outline of Final Research Achievements |
The development of a dismantlable adhesive that has strong adhesion strength in use but can be easily dismantled upon applying external stimuli is one of the urgent issues to be explored toward sustainable future. However, there has been no effective methodologies that enables control of physical properties inside crosslinked polymeric materials. To overcome this, in this research, we aimed to develop crosslinked polymeric materials that respond to ultrasound and high-intensity focused ultrasound (HIFU) devices that enable pinpoint irradiation of ultrasound inside materials. Consequently, we found that crosslinked polymers containing hexaarylbimidazole (HABI), previously known as a material with photoreversibly cleavable covalent bond, respond to HIFU. Moreover, while photostimulation cleaved the covalent bond in HABI only near the surface of the HABI-containing crosslinked polymers, HIFU triggered the cleavage of HABI in the interior of the materials.
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| Free Research Field |
高分子材料科学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ピンポイントな光刺激で材料の特定の部分のみを分離・解体する技術は、温室効果ガスの削減を見込めることから盛んに研究されている。しかし、光刺激は材料表面に作用できても、材料内部の局所に作用させることができない。それに対して本研究成果に立脚すると、様々な高分子材料の内部の物性をピンポイントで制御できる可能性がある。したがって、製品の解体・回収・リサイクルを効率化し、将来の循環型社会の実現に寄与する可能性がある技術として意義深い。今後、様々な静的・動的共有結合性の架橋高分子材料の解体を通じて理解が深まることで、材料の改質、自己修復、解体・再利用に関する一分野を築く可能性を期待できる。
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