2011 Fiscal Year Annual Research Report
ポリ乳酸系ナノコンポジットからの3次元連結ナノ多孔体の創製
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22656148
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
岡本 正巳 豊田工業大学, 工学部, 准教授 (60288553)
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| Keywords | ナノコンポジット / ポリ乳酸 / 3次元連結ナノ多孔体 / 再生医療 |
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| Research Abstract |
本研究では,高度に分子設計されたポリマー/クレイ系ナノ複合材料(コンポジット)を創製し,続いてこれを用いて超臨界CO_2を利用した新規ナノコンポジット超微細発泡体(ナノセルラー)を創製する.更に,この独立したナノセル構造をオープン構造に変化させることで,再生医療の足場やドラッグデリバリーを目指したナノ構造材料の創製が期待される.これまでにない全く新しい3次元オープン構造ナノ多孔体を創製することが本研究の目的である.
本年度の研究計画では,3次元オープン構造ナノ多孔体の創製のため,ポリ乳酸の分子鎖を室温付近にて容易に加水分解する酵素触媒である,Proteinase-Kの水溶液用いて表面からの加水分解反応を利用した.用いたナノセル構造体のセル径は100-200nmであり,セルの数密度は10^<13>個/cm^3となる超微細構造である.よってセルの比表面積はバルク材料と比較すると,10^3-10^4倍大きい.超微細(ナノ)セル構造体は,その膨大な表面積を利用してポリ乳酸の分解反応を進行させることが可能となった.ポリ乳酸の分子鎖の加水分解に及ばす種々の因子として,マトリックスの結晶化度,ナノセルサイズと数密度(比表面積),ナノフィラーの存在,そして,分解温度や酵素濃度等の条件が考えられた.これらの因子が分解速度に及ぼす効果を丁寧に観察して,分解挙動と得られた3次元オープン構造ナノ多孔体の構造との相関を明らかにすることができた.
3次元オープン構造の解析には,走査電子顕微鏡およびその画像解析,オープン構造体のサイズの分布に関しては,水銀ポロシメトリー法により検討し,さらに3次元の空間連結性については,X-線μ-CTスキャン法により,構造の解析を行った.分解前のナノセル構造と,加水分解条件,そして得られた3次元オープン構造との相関関係を解析して新規な3次元オープン構造ナノ多孔体の創製条件を提案することができた.
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