2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of Mechano-stress Detection System by Mechanoprobe-introduced Polymer
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21K05133
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
土戸 優志 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (40737219)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 電荷移動錯体 / 蛍光 / メカノストレス / Charge-transfer complex / Fluorescence / Mechanostress |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではメカノプローブを導入した高分子によるメカノストレス検出法の開発を進めている。本年度は、昨年度に合成したメカノストレスを検知するユニットである電荷移動錯体を用い、様々な長さのリンカー長を有する高分子を合成し、その材料物性について評価を行った。
１）電荷移動錯体を主鎖に有する高分子の合成：電子ドナーのピレンと電子アクセプターのナフタレンジイミドを、様々な鎖長のオリゴエチレングリコールをリンカーとしてつないで、タンデムに配列した分子を合成した。その分子の両末端に、ウレタン構造を有する高分子鎖を伸長させることによって、電荷移動錯体を主鎖に有する高分子を合成した。得られた高分子について、ＮＭＲやＧＰＣにより評価を行い、目的の高分子が合成できていることを確認した。
２）電荷移動錯体を主鎖に有する高分子の材料物性評価：１）で得られた高分子について、キャスト法によってフイルム化し、ダンベル状鋳型に切り抜き、試料片を作製した。この試料片に対して励起光を照射した。試料片を引っ張ってメカノストレスを加えながらその蛍光発光挙動をＣＣＤカメラで撮影することによって、そのメカノストレス検出機能を評価した。その結果、メカノストレスを加える前はほぼ消光していたのに対して、メカノストレスを加えていくにしたがって、ピレンに由来すると考えられる蛍光強度の上昇がみられた。このことから、得られた高分子はメカノストレスに対して応答していることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、室温・温和な環境下で材料にかかるメカノストレスを検出し得る高分子を創製することである。2年目である本年度は、メカノプローブを導入した高分子を合成し、そのメカノストレス検出能について評価を行い、ピレンに由来すると考えられる蛍光強度の上昇を確認できた。また、種々のリンカー長を有するメカノプローブ導入高分子を複数合成し、高分子構造とメカノストレス応答を系統的に評価する準備ができている。そのため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の申請計画に従って研究を進めていく。電荷移動錯体を構成するピレンとナフタレンジイミド間のリンカー長と、電荷移動錯体の形成能、メカノストレス検出能の関係について明らかにし、ここまでの研究の総括を進めていくとともに、論文投稿に向けた準備を進めていく。また、本研究で合成したメカノプローブ導入高分子についての今後の応用展開に向けて、細胞などによる微小なメカノストレスの検出が可能かどうかについて評価を進める。そこでまず、メカノプローブ導入高分子と細胞との応答挙動について評価を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年度同様に学会のオンライン開催や、規模を大幅に縮小した開催等が続き、学会参加費・旅費についての支出が当初より抑えられた。加えて、導入を予定していた実験機器について、中古機器を受け入れたことから、支出が大幅に抑えられている。そのため、次年度使用が生じた。次年度は、研究成果を積極的に公表していくための経費や、本研究を発展させ、社会実装を見据えた評価を進めるための費用に充当する。
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Research Products
(5 results)
