2015 Fiscal Year Annual Research Report
分子認識に基づいた革新的超分子アクチュエータの創製とそのストレス特性の評価
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26288062
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高島 義徳 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40379277)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 分子認識 / 超分子化学 / アクチュエータ / ホスト-ゲスト相互作用 / 材料特性評価 / 光刺激応答性 / 酸化還元応答性 / 自己修復性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１. 靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータの作製と力学特性の評価
平成２６年度計画にて提案したCDとAdを用いた靭性材料を評価した後、靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータを作製した。刺激応答分子としてフェロセン (Fc) を選択した。これらの刺激応答性置換基は可逆的な非共有結合性架橋点としても機能させた。さらにAdユニットを組み込んだ４元系共重合体の方がより靭性と刺激応答性に優れた材料に成り、自己修復性も示した。これらの力学特性と膨潤収縮性を調べた結果、これまでに無い超分子アクチュエータを構築することに成功した。
２．配向制御された挿し違い超分子錯体を組み込んだ超分子アクチュエータの作製とその靭性評価
研究代表者はこれまでに挿し違い型CD dimerが外部刺激に応じて、伸縮することを溶液中の実験から明らかにしている（Org. Lett. 2007, 9, 1053. Chem. Asian. J. 2010, 5, 2281.）。このような挿し違い型CD dimerを高分子鎖間の架橋に利用することによって、トポロジカルに架橋された新奇超分子ヒドロゲルとなると考えた。平成２７年度は刺激応答性部位にアゾベンゼン分子を選択し、光刺激応答性伸縮ゲルを構築する。この超分子ヒドロゲルは三次元等方的に伸縮する挙動を確認した。この変形挙動を一軸方向に変形する材料とするために、膨潤収縮率の差を利用した結果、CD dimerゲルの光照射面のみが収縮することで屈曲運動を観察することに成功した。当初、光刺激応答性はヒドロゲルにおいてのみ有効であると考えていたが、乾燥体においても応答することが明らかとなった。このようは光刺激応答性高分子材料は従来の架橋密度変化を利用した材料とは異なり、架橋点間距離の変化を利用しており、駆動原理が異なる。挿し違い二量体を利用した材料として、世界で始めてマクロスケールで応答させることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画した「靭性と刺激応答性を兼ね備えた超分子アクチュエータの作製と力学特性の評価」という課題に対して、目標通りに達成したことに加えて、自己修復機能まで有する材料を構築することに成功した。
また「挿し違い超分子錯体を組み込んだ超分子アクチュエータの作製とその靭性評価」の研究課題については、当初計画どおりの超分子アクチュエータの作製に成功したことに加えて、ヒドロゲルにおいてのみ応答すると考えていた予想に反して、乾燥体のゲルにおいても応答することが確認された。このような超分子アクチュエータは世界各国で検討されているが、本研究グループが世界で始めてマクロスケールで応答する材料の作製に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究課題申請書にしたがって、平成２８年度は「(配向制御された挿し違い型CD dimerによる光刺激応答性超分子アクチュエータの作製」と「超分子マテリアルを利用した医療材料への展開と刺激応答挙動の検証」を行う。
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| Causes of Carryover |
ほぼ当初予算計画通り執行できたが、一部残金が載ったため繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越金額については、消耗品の購入などで支出する予定である。
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