ポリマーミセルの精密連結が拓く革新的自己組織化高分子材料の創成
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19K22218
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺島 崇矢 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70452274)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | ポリマーミセル / 両親煤性ランダムコポリマー / 自己組織化 / 精密重合 / ハイドロゲル / 両親媒性ランダムコポリマー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ポリマーミセルを個数・位置選択的に結合する手法を開発し、この結合法を用いて、ミセルを二量化、重合、配列制御して連結したナノ空間材料や三次元積層化した精密ネットワーク材料を創出する。本研究課題は、鎖状ポリマーを球状ポリマーミセルへと変換して精密に連結するという斬新な戦略に基づき、分子レベルでポリマーミセルを精密に連結した自己組織化高分子材料を創出する。これにより、ポリマー鎖の絡み合いがほどけると破断するといった高分子材料にまつわる根源的な課題の解決と独創的な機能発現を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ポリマーミセルをポリイオンコンプレックス形成により個数/位置選択的に結合する手法を開発する。さらに、この手法を用いてミセルを二量化、重合（交互共重合、配列制御）、三次元積層化、ネットワーク化し、ミセルナノ空間が連結した材料や精密ネットワーク材料を創出することを目的とする。まず令和元年度は、ポリイオンコンプレックス形成によるポリマーミセルの精密連結法の開発を検討した。４級アンモニウム塩（カチオン）or カルボン酸塩（アニオン）を末端近傍に持ち、親水性ポリエチレングリコールPEG鎖と疎水性アルキル基（ドデシル基etc）を側鎖に持つ両親媒性ランダムブロック共重合体をリビングラジカル重合により合成した。得られたポリマーのカチオン性ミセルとアニオン性ミセルを水中で混合し、サイズ排除クロマトグラフィー-光散乱、蛍光エネルギー移動（FRET）、小角X線散乱により球状ミセルの結合構造を解析したところ、これらのミセルが選択的に1:1で結合したダブルコアミセルの生成が確認された。このように、相補的な結合部位を持つランダムコポリマーミセルを混合し、精密にミセルを結合する手法の確立に成功した。さらに、アミノ基部位を２つもつミセルとカルボン酸部位を２つもつミセルを混合すると、これらのミセルが交互に多数連結したネックレスミセルやハイドロゲルを創出できる可能性も見出した。このように、物理的相互作用部位の設計により、ミセルの結合を自在に操ることができることがわかった。これらの成果は、当初計画以上の進展といえ、今後はミセルの精密連結による材料創成に焦点を当てる。
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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
令和元年度に本来令和２年度以降に検討予定であった多数連結したネックレスミセルやハイドロゲルを創出できる可能性をすでに見出しており、当初の計画以上に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、当初の計画以上に進展しており、2年目も計画の通り推進する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(23 results)
