2013 Fiscal Year Annual Research Report
積層法による生体適合性ハイドロゲルの傾斜機能化技術の構築
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24650277
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
鈴木 淳史 横浜国立大学, 環境情報研究院, 教授 (90162924)
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| Keywords | ハイドロゲル / 結晶性ポリマー / キャストドライ法 / 積層法 / 傾斜機能化 |
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| Research Abstract |
生体適合性のある結晶性ポリマーの一つポリビニルアルコール（PVA）のゲル化方法として、申請者らが開発したPVA溶液の室温乾燥法（キャストドライ法）を用い、ゲル化時に目的とする機能性物質をゲル網目に物理的に担持することができる。本研究では、物理架橋PVAゲルの高機能化の実現を目指し、積層法により表面とバルクの構造や組成を独立に変化させることのできる傾斜機能化技術の確立を目指した。初年度は、単層PVAキャストゲルの微結晶の大きさ・数・分布を制御し機能性物質の担持条件を検討した。その結果を元に、最終年度では、積層法による傾斜機能化技術を確立した。成果の詳細は次の通りである。
(1) 高重合度・高ケン化度のPVA粉末を用いてPVA水溶液を作製し、キャスト後に含水率が一定になるまで静置し試料を得た。乾燥条件を変化させて様々な試料を作製した。(2) フーリエ変換型赤外分光光度計とX線回折装置を用いて網目の構造解析を行ない、微結晶の大きさ・数・分布を見積もった。さらに、示差走査熱量測定装置を用いて微結晶の結晶化度を評価した。(3) 力学特性評価装置により、平衡膨潤状態での強度（引張り、引裂、圧縮）の測定を行なった。(4) PVA水溶液に機能性物質を添加し、膨潤比と強度の変化、微結晶の形成能の阻害・促進因子を検討した。(5) 積層法により多層PVAキャストゲル（純粋二層PVAキャストゲル、異種二層PVAキャストゲル、異種多層PVAキャストゲル）の作製条件を検討して傾斜機能化技術を確立した。(6) 積層による力学特性と微視的網目構造との相関を検討し、含水率が大きく、力学特性に優れた多層ゲルの作製方法を確立した。
以上の結果から、ハイドロゲルの積層化ならびに傾斜機能化技術による高分子網目の微細構造と力学特性をまとめて、新規機能の発現と生体適合性材料としての用途展開の可能性を総括した。
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