| 研究課題/領域番号 |
17H03416
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山口 浩靖 大阪大学, 理学研究科, 教授 (00314352)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | ヒドロゲル / 水素結合 / 配位結合 / 電荷移動錯体 / 応力 / 歪み / 形状記憶性 / 自己修復性 / フィルム / 金属錯体 / カスケード反応 / 酵素反応 / ソフトマテリアル / 超分子材料 / 非共有結合 / ゲル / エラストマー / ドナーアクセプター相互作用 / 高分子材料 / 可逆性 / 粘弾性 / 靭性 / 超分子形成 / 相互作用 / 架橋構造 / 超分子錯体 / 力学特性 / 刺激応答性 |
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| 研究成果の概要 |
DNAやタンパク質などの生体高分子は特異的な相互作用を介して複雑でユニークな構造を構築し、高度な機能を発現する。本研究では、複数の相互作用を組み合わせることにより高度な機能発現ができると考え、側鎖に複数の超分子化学的な相互作用部位をもつ高分子を合成した。超分子化学的な相互作用部位を持たないフィルムは非常に脆いのに対し、水素結合ユニットを導入した高分子フィルムは柔軟性を示した。さらに水素結合と配位結合の2種ユニットを導入したフィルムの破壊エネルギーは、水素結合のみを持つフィルムよりも4倍高かった。このフィルムは優れた自己修復性と形状記憶特性有することがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素結合と配位結合の２種の相互作用を高分子に導入することで、自己修復性と形状記憶特性の両特性を示す超分子材料を創製することに成功した。１つの相互作用だけでは脆い材料になるが、２種の相互作用導入で強靭化し、さらに高度な機能を付与することができた。また、超分子架橋ユニットとして電子ドナーと電子アクセプターとの相互作用に注目した材料では、両ユニットの導入率の増加に伴い、弾性率が高くなった。この超分子材料を様々な速度で引張試験を行った結果、引張速度に依存して応力・歪みが向上した。これは化学架橋体には見られない挙動である。超分子材料ならではの早いタイムスケールでの相互作用部位の再結合が観測された。
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