2014 Fiscal Year Annual Research Report
花粉表面の構造解析と自己組織化を利用した機能性マイクロ粒子のデザイン
Publicly Offered Research
| Project Area | Innovative Materials Engineering Based on Biological Diversity |
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| Project/Area Number |
25120510
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
KARTHAUS Olaf 千歳科学技術大学, 総合光科学部, 教授 (80261353)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 高分子 / 粒子 / 相分離 / 表面構造 / 乳化 / 生物模倣 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
花粉のバイオミメティクスについての研究は主に次の二つに大別される。
①花粉の分析：合計１２種類の花粉の耐久性や蛍光の特徴を分析した。種類によって花粉は300~400℃まで形状を保持することがわかった。花粉に紫外線、可視光の光を照射すると、強い蛍光を発光することもわかった。蛍光性は加熱すると減少するが、300~350℃までは蛍光性が観察できた。さらに、分析からわかったことは、花粉の外壁材料（スポロポレニンという化合物、分子構造はまだ不明）は熱に強く、含まれる蛍光物質も非常に耐久性があるということである。しかし、超高水圧のウェットジェットミルの噴射の条件を制御すること（水圧、噴射時間）で、花粉の外壁を破ることが可能になることがわかった。
②花粉と構造の似た高分子微粒子の作製：ポリスチレンとポリメチルメタクリル酸の有機溶媒と水を用いて乳化状態を作り出し、基盤に塗布し、ポリマーブレンドの混合粒子を作製した。使用する乳化剤（ポリビニルアルコール、キトサン、グアルガムなど）によって微粒子の相分離構造が違ってくる。「ヤヌス粒子」（それぞれ高分子の相は半球）、「ラズベリー粒子」（高分子粒子の表面に小さい相分離構造がある）などのモルフォロジーの作製に成功した。粒子の平均直径は高分子濃度で制御できることもわかった。エンプラのポリスルフォンを用いたポリスチレンブレンド粒子やポリメチルメタクリル酸粒子と非常に微小なラズベリー粒子が作製できることがわかった。非常に微小な表面構造になる理由はポリスルフォンの表面エネルギーが小さいことによると考えられる。さらに、乳化状態の水溶液に独自に合成した無機材料（単分子シリカ粒子、金のナノコロイド）と既成の無機材料（酸化チタン結晶）を分散し、高分子微粒子の表面に無機材料を吸着させることにも成功した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
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[Presentation] 機能性生体材料 – スポロポレニン2014
Author(s)
野崎智成, 上野 ちはる, Olaf Karthaus
Organizer
高分子学会北海道支部 Summer University
Place of Presentation
定山渓ビューホテル（札幌市）
Year and Date
2014-08-29 – 2014-08-30
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