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2012 Fiscal Year Annual Research Report

時空間構造を持つ高分子材料系の構築

Research Project

Project/Area Number 22245037
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

吉田 亮  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80256495)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywords高分子ゲル / 機能性材料 / バイオミメティックス / 自己組織化
Research Abstract

これまでに、N-isopropylacrylamie (NIPAAm)にBelousov-Zhabotinsky (BZ)反応の金属触媒であるRu(bpy)3を共重合させることにより、外液一定条件下で周期的な変化を起こす自励振動高分子を開発してきた。BZ反応基質溶液中では周期的にRu(bpy)3の価数が周期的に変化するため、水和・脱水和に伴う高分子鎖の周期的なコンフォメーション変化が誘起される。この自励振動高分子を基板上に修飾することで、電荷・親疎水性・膜厚などが自律的に変化する高分子表面薄膜の作製が可能である。こうした自律性を持った機能性ソフト界面の創製によって物質輸送や流体挙動の新しい制御方法の確立が期待される。本研究では、表面開始型原子移動ラジカル重合法(SI-ATRP法)を用いて鎖長の制御された自励振動ポリマーブラシを基板表面に修飾することで、高分子鎖の周期的な変化及びその伝播を伴う薄膜を作製し、その自律的な振動挙動を解析・評価した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

自励振動ポリマーブラシ修飾を確認するとともに、BZ反応を蛍光顕微鏡を用いて観察可能であることが明らかになった。BZ反応基質溶液を自励振動ポリマーブラシ修飾ガラスキャピラリー内にフローさせてBZ反応観察を行ったところ、化学反応波の伝播する様子が観察された。ガラスキャピラリーの各部位で時空間解析を行い、蛍光強度の時間変化を比較した結果、伝播により位相差が生じていることを確認した。以上のように、ブラシ表面作製法および動的特性解析に進展があった。

Strategy for Future Research Activity

ブラシ表面の最適化手法およびその解析法をさらに詳細に検討し、自律性を持った機能性ソフト界面の創製による物質輸送や流体挙動の新しい制御方法の確立を目指す。

  • Research Products

    (41 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (29 results) (of which Invited: 13 results)

  • [Journal Article] Self-oscillation of polymer and photo-regulation by introducing photochromic site to induce LCST changes2013

    • Author(s)
      T. Yamamoto and R. Yoshida
    • Journal Title

      React. Funct. Polym.

      Volume: 73 Pages: 945-950

    • DOI

      10.1016/j.reactfunctpolym.2013.02.015

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Self-oscillating micelles2013

    • Author(s)
      T. Ueki, M. Shibayama, and R. Yoshida
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 49 Pages: 6947-6949

    • DOI

      10.1039/c3cc38432b

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Soft actuators of organized self-oscillating microgels2012

    • Author(s)
      D. Suzuki
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 8 Pages: 11447-11449

    • DOI

      10.1039/c2sm26477c

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural modulation of self-oscillating gels: changing the proximity of the catalyst to the polymer backbone to tailor chemomechanical oscillation2012

    • Author(s)
      Y. Zhang
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 8 Pages: 7056-7061

    • DOI

      10.1039/c2sm25797a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlling the dynamics behavior of heterogeneous self-oscillating gels2012

    • Author(s)
      V.V. Yashin
    • Journal Title

      J. Mater. Chem.

      Volume: 22 Pages: 13625-

    • DOI

      10.1039/c2jm32065g

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Belousov-Zhabotinsky reaction in protic ionic liquids2012

    • Author(s)
      T. Ueki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 11991-11994

    • DOI

      10.1002/anie.201205061

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autonomous intestine-like motion of tubular self-oscillating gel2012

    • Author(s)
      Y. Shiraki
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 6112-6116

    • DOI

      10.1002/anie.201202028

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-oscillating surface of gel for autonomous mass transport2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 99 Pages: 60-66

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2011.09.036

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-oscillating gels beating like a heart muscle2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Journal Title

      BIOPHYSICS

      Volume: 8 Pages: 27-39

    • DOI

      10.2142/biophysics.8.27

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 自励振動ゲルの創製と新規バイオミメティック材料としての展開2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Journal Title

      超精密

      Volume: 18 Pages: 24-29

  • [Journal Article] 自励振動ゲルの分子設計と機能発現2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Journal Title

      ファインケミカル

      Volume: 41 Pages: 40-46

  • [Journal Article] 自励振動ゲル2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Journal Title

      機能材料

      Volume: 32 Pages: 43-49

  • [Presentation] 自励振動高分子ゲルの創製とバイオミメティック材料への展開2013

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会アドバンスト・テクノロジー・プログラム(ATP)
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀・草津)
    • Year and Date
      20130322-20130325
    • Invited
  • [Presentation] Evolution of the self-oscillating polymer gels as novel smart and biomimetic materials2013

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Organizer
      2nd International Conference on Biomaterials Science in Tsukuba (ICBS 2013)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば)
    • Year and Date
      20130319-20130322
  • [Presentation] 自励振動ミセル2013

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第24回高分子ゲル研究討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      20130116-20130117
  • [Presentation] SI-ATRP法による自励振動ポリマーブラシ表面の作製及びその評価2013

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第24回高分子ゲル研究討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      20130116-20130117
  • [Presentation] 自律機能を持つ新規バイオミメティクス材料への展開に向けたTerpyridine修飾PEGの機能化2013

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第24回高分子ゲル研究討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      20130116-20130117
  • [Presentation] 蠕動運動を起こす管状自励振動ゲルの創製と自律輸送機能の評価2013

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第24回高分子ゲル研究討論会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Year and Date
      20130116-20130117
  • [Presentation] Evolution of the self-oscillating polymer gels as novel smart materials2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Organizer
      NIPAM-80 New Innovations in Polymers And (bio)Materials In celebration of Allan S. Hoffman’s 80th Birthday
    • Place of Presentation
      Maui, Hawaii, USA
    • Year and Date
      20121214-20121217
    • Invited
  • [Presentation] Designing self-oscillating polymer gels toward novel functional materials2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Organizer
      2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      20121125-20121130
    • Invited
  • [Presentation] Evolution of the self-oscillating gel: The next stage in functional gel design2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Organizer
      9th International Gel Symposium (GelSympo 2012)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(つくば)
    • Year and Date
      20121009-20121012
  • [Presentation] 自律応答機能を有するゲルの創製2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      ゲルワークショップイン名古屋(主催:高分子学会高分子ゲル研究会)
    • Place of Presentation
      名古屋ガーデンパレス(名古屋)
    • Year and Date
      20120921-20120922
    • Invited
  • [Presentation] 自励振動ミセル2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] SI-ATRP法による自励振動ポリマーブラシ表面の作製及びその評価2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 自律機能を持つ新規バイオミメティクス材料への展開に向けたTerpyridine修飾PEGの機能化2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 櫛形構造型自励振動ゲルの設計と振動挙動の制御2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 蠕動運動を起こす管状自励振動ゲルの創製と自律輸送機能の評価2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(名古屋)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] Self-oscillating polymer gels as smart materials: From linear polymer to bulk gel2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Organizer
      Gordon Research Conference, Oscillations & Dynamics Instabilities in Chemical Systems
    • Place of Presentation
      Colby College, Maine, USA
    • Year and Date
      20120615-20120620
    • Invited
  • [Presentation] Design of novel functional polymer gels and their application to biomimetic materials2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Organizer
      The 9th World Biomaterials Congress (9th WBC)
    • Place of Presentation
      Chengdu, China
    • Year and Date
      20120601-20120605
    • Invited
  • [Presentation] 自励振動ミセル2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Presentation] プロトン性イオン液体をプロトンソースとしたBZ反応と自励振動ゲルへの展開2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Presentation] 自励振動ポリマーブラシ表面の作製と動的特性の評価2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Presentation] 櫛形構造型自励振動ゲルの設計と振動挙動の制御2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Presentation] 生体模倣材料への展開に向けたTerpyridine修飾高分子の機能化2012

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Presentation] Self-oscillating polymer gels as novel smart materials2012

    • Author(s)
      R. Yoshida
    • Organizer
      US-Japan Workshop on Advances in Organic/Inorganic Hybrid Materials
    • Place of Presentation
      University of Michigan, Ann Arbor, USA
    • Year and Date
      20120516-20120518
    • Invited
  • [Presentation] 機能性ゲルの新展開

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第63回医用高分子研究会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京)
    • Invited
  • [Presentation] 自励振動高分子ゲルの創製

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      分子ロボティックス研究会兼福岡工業大学エレクトロニクス研究科特別講演会「分子ロボットとマテリアル」
    • Place of Presentation
      福岡工業大学(福岡)
    • Invited
  • [Presentation] 高分子ゲルのバイオミメティック材料としての新展開

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第3回メディカルナノテク研究会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
    • Invited
  • [Presentation] 自励振動ゲルの創成とフォトメカニカル機能が生み出す新たな時空間挙動

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      第195回フォトポリマー懇話会・第197回有機エレクトロニクス材料研究会合同講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京)
    • Invited
  • [Presentation] 高分子ゲルのバイオミメティック材料としての新展開

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      2012年度第1回P&I研究会シンポジウム「印刷技術が貢献する医療・バイオ材料」
    • Place of Presentation
      ディーアイーシービル(東京)
    • Invited
  • [Presentation] 高分子ゲルの自律機能材料としての新展開

    • Author(s)
      吉田 亮
    • Organizer
      公益財団法人新化学技術推進協会(JACI) 先端化学・材料技術部会・新素材分科会講演会
    • Place of Presentation
      新化学技術推進協会(JACI)会議室(東京)
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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