無機酸化物ナノシートを異方配向した自励振動ゲルの創成
| Project/Area Number |
13J10166
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Functional materials chemistry
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
金 娟秀 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 異方性ヒドロゲル / 磁場配向 / チタンナノシート / NIPAM / 静電的反発力 / アクチュエーター / 無機酸化物のナノシート / N-イソプロピルアクリルアミード / 温度応答性ヒドロゲル / 異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、最近、無機酸化物の層状結晶を単層剥離したナノシート（幅 ～μm、厚み0.75 nm）を内包したヒドロゲルについて、構造や機能を研究している。この研究の中途、酸化チタンナノシートの分散液に外部磁場を印加することにより、ナノシートが磁力線に対して一義的に垂直配向することを偶然見いだした。酸化チタンナノシートの分散液にNIPAMおよび架橋剤を溶解し、磁場印加下にてこれらのアクリルモノマーを系内重合すると、系全体がゲル化する結果、ナノシートの異方的配向は磁場解除の後にも保存される。高度な構造的秩序を反映し、ナノシート含量はごくわずか（1.6%）であるにもかかわらず、このヒドロゲルは著しい光学的異方性を示す。こうして得られたヒドロゲルの体積相転移挙動を調べたところ、加熱（32度より高温へ）の初期段階において、ヒドロゲルはナノシート平面に対し平行方向に収縮するとともに、垂直方向には膨潤することが明らかとなった。異方的に変形したヒドロゲルを冷却（32 度より低温へ）すると、ヒドロゲルは元の形状を回復し、この過程は可逆的に何度でも繰り返すことができる。詳細な検討の結果、酸化チタンナノシートに高密度に存在する負電荷間の静電的反発が、この現象の鍵となっいることが分かった。ここで得られた知見は、NIPAMヒドロゲルの基礎研究・応用研究の両面に一石を投じるものと期待される。
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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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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
