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量子ビーム処理した多糖類のゲル化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K05927
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

長澤 尚胤  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (00370437)

研究分担者 岡 壽崇  東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (70339745)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード多糖類誘導体 / 放射線架橋 / ヒドロゲル / 微細構造体 / 生体適合性 / バイオプラスチック / タンパク質 / 微小構造体 / 植物由来 / 微細加工体 / 細胞接着性 / ハイドロゲル / 高分子構造・物性 / 材料加工・処理 / 量子ビーム / 放射線 / 生体材料
研究成果の概要

セルロースやキチン・キトサン、カルボキシメチルセルロース(CMC)などの多糖類やそのナノファイバー分散水溶液を用いて、水和状態の部類として束縛水、中間水、自由水の量をDSC測定により評価した。また、照射時の温度を制御しながらそれらの試料にγ線を照射した。γ線照射後のナノファイバー分散液の動的粘弾性測定した結果、照射により分子鎖の分子運動性が抑制されていることから、架橋の導入を確認した。また、PBW微細加工法を用いて、細胞接着性の異なる多糖類ゲル(ヒドロキシプロピルセルロースゲルやCMCゲル)を作製することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子の放射線加工分野で応用が進んでいなかった天然高分子等を積極的に活用し、ゲル化過程における水和状態とゲル形成との関連性を明らかにするところに特色がある。今まで放射線加工分野で注目してこなかった高分子鎖の水和状態に着目して、多糖類等の溶液濃度、金属錯体形成や照射温度制御を組み合わせて多糖類の水和状態を変化させる点が独創的である。本研究により、水和状態とゲル化挙動との関連性を評価することにより、天然高分子の放射線架橋メカニズムを明らかにし、人体、環境にやさしい製造方法による新規機能性高分子材料を創出できる技術開発に繋がる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 量子ビームを用いた生体適合性材料の微細加工2018

    • 著者名/発表者名
      長澤尚胤
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 69 ページ: 70-75

    • NAID

      40021430065

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Microfabrication of biocompatible hydrogel by proton beam writing2017

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Atsushi Kimura, Akira Idesaki, Naoto Yamada, Masashi Koka, Takahiro Sato, Yasuyuki Ishii, Mitsumasa Taguchi
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 409 ページ: 102-106

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.04.043

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation-induced crosslinking of polyamide11 in the presence of triallylisocyanurate2017

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Takanori Tago, Hisaaki Kudoh, Mitsumasa Taguchi
    • 雑誌名

      Polymer Degradation and Stability

      巻: 136 ページ: 98-102

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2016.12.014

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of heat-resistant fish gelatin gel by radiation-induced crosslinking2018

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Nguyen T. Duoc, Fumiya Yoshida, Atsushi Kimura, Nguyen N. Duy, Mitsumasa Taguchi
    • 学会等名
      The 13th meeting of the “Ionizing Radiation and Polymers” symposium (IRaP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RADIATION-INDUCED CROSSLINKING OF POLY(L-LACTIC ACID) AND POLYAMIDE11 BLEND IN PRESENCE OF TRIALLYL ISOCYANULATE2018

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Takanori Tago, Hisaaki Kudo, Mitsumasa Taguchi
    • 学会等名
      The 10th International Conference of Modification, Degradation and Stabilization of Polymers (MoDeSt2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロトンビームライティング法による生体適合性ヒドロゲルの微細加工2017

    • 著者名/発表者名
      長澤尚胤、木村敦、出崎亮、山田尚人、江夏昌志、佐藤隆博、石井保行、田口光正
    • 学会等名
      平成29年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Microfabrication of Biocompatible Hydrogel by Proton Beam Writing2017

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Atsushi Kimura, Akira Idesaki, Naoto Yamada, Masashi Koka, Takahiro Sato, Yasuyuki Ishii, Mitsumasa Taguchi
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfabrication of biocompatible hydrogel by proton beam writing2016

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Atsushi Kimura, Akira Idesaki, Naoto Yamada, Masashi Koka, Takahiro Satoh, Yasuyuki Ishii, Mitsumasa Taguchi
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プロトンビームライティング法によるゲル微細加工体の創製2016

    • 著者名/発表者名
      長澤尚胤、木村敦、出崎亮、山田尚人、江夏昌志、佐藤隆博、石井保行、田口光正
    • 学会等名
      第16回放射線プロセスシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学農学部弥生講堂(東京都・文京区)
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Microfabrication of biocompatible hydrogel by proton beam writing2016

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Atsushi Kimura, Akira Idesaki, Naoto Yamada, Masashi Koka, Takahiro Satoh, Yasuyuki Ishii, Mitsumasa Taguchi
    • 学会等名
      IBMM2016 (20th International Conference on Ion Beam Modification of Materials)
    • 発表場所
      Te Papa, Wellington, New Zealand
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation-induced Crosslinking of Poly(butylene adipate-co-telephtalate) Copolymer2016

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Masato Akaoka, Hiroshi Mitomo, Mitsumasa Taguchi
    • 学会等名
      RadTech Asia 2016
    • 発表場所
      ヒルトン東京お台場(東京都・港区)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation-induced Crosslinking of Poly(L-Lactic Acid) and Polyamide11 Blend in Presence of Triallylisocyanulate2016

    • 著者名/発表者名
      Naotsugu Nagasawa, Takanori Tago, Hisaaki Kudoh, Mitsumasa Taguchi
    • 学会等名
      IRaP 2016 (12th meeting of the Ionizing Radiation and Polymers symposium)
    • 発表場所
      Peninsula of Giens, France
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロトンビームライティング法による高分子ヒドロゲルの微細加工2016

    • 著者名/発表者名
      長澤尚胤、木村敦、出崎亮、山田尚人、江夏昌志、佐藤隆博、石井保行、田口光正
    • 学会等名
      第59回放射線化学討論会
    • 発表場所
      高崎量子応用研究所(群馬県・高崎市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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