Control of supramolecular polymers using by molecular crowding

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14599
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Amemori Shogo 金沢大学, ナノマテリアル研究所, 助教 (80736736)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 超分子ポリマー / 分子集合体 / ポリジメチルシロキサン / 分子クラウディング / 電荷移動錯体

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to precisely control the assembly of supramolecular polymers and molecular assemblies using molecular crowding environment of macromolecules. Especially, we focused on molecular crowding effects in a low-polarity medium. Using octamethyltrisiloxane as low-polarity media and polydimethylsiloxane (PDMS) as additives of low-polarity polymers, we evaluated the association behavior of molecular assemblies having bulky and hydrophobic moieties. As the results, the changes of association behavior of the assemblies by the addition of PDMS were observed indicating the addition effect of PDMS in the low-polarity media.
In addition, evaluations of the association constants of various charge-transfer complexes revealed that the solvent effect of PDMS increased with increasing aromatic core size of the charge-transfer complexes.

Free Research Field

超分子、高分子

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高分子のような巨大分子が多量に存在する環境は分子クラウディングと呼ばれ、拡散速度低下や活量変化、分子構造・運動の制約といった影響を溶存分子に及ぼすことが知られており、細胞内で重要な役割を果たしている。人工系における分子集合体の会合挙動に対する高分子の添加効果の評価は水を媒体とし、水溶性高分子を用いた物がほとんどである。このため高分子添加に伴う媒体極性の変化や、水溶性高分子と分子集合体との直接的な相互作用等、様々な要素を考慮する必要がある。低極性媒体と低極性の高分子を用いた本研究成果は、分子クラウディング環境が分子集合体に及ぼす影響を系統的に評価する上で重要な知見となることが期待される。