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分子複合体を可逆架橋とした形状記憶ゲルの設計と分子応答形状記憶特性

研究課題

研究課題/領域番号 17K19163
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 高分子、有機材料およびその関連分野
研究機関関西大学

研究代表者

宮田 隆志  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50239414)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードゲル / 刺激応答性ゲル / 形状記憶 / 分子複合体 / 可逆架橋 / シクロデキストリン / グルコース応答性 / 分子集合体
研究成果の概要

i)ビスフェノールA(BPA)応答性形状記憶ゲルの設計:シクロデキストリンを有するゲルに応力を負荷させて変形させた状態でBPA水溶液に浸漬させ,一時的な形状を固定することに成功した。このゲルをアセトン水溶液に浸漬すると,初期形状へと回復することが確認された。
ii)グルコース応答性形状記憶ゲルの設計:過剰のグルコース存在下でフェニルボロン酸基と側鎖グルコース基をもつゲルを合成した。このゲルを変形させた状態で緩衝液に浸漬すると,複合体形成により一時的な形状を固定することに成功した。この一時形状のゲルをグルコース水溶液に浸漬すると,ゲルが初期形状へと回復することが確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

通常の温度応答性の形状記憶ゲルとは異なり,分子応答性形状記憶ゲルは一時的な形状を維持するための可逆架橋として分子複合体を利用しているため,その高い分子認識能によって形状記憶特性の誤作動を回避できる。そのため,分子応答性形状記憶ゲルは単純なアクチュエータとしての応用だけではなく,診断センサーやマイクロデバイス等への応用も期待でき,従来の形状記憶高分子よりもその応用範囲は広い。さらに,本研究で得られた成果は,これまでの材料開発では全く取り扱われてこなかった可逆架橋として分子複合体を利用した安定化構造の設計による「記憶」システムの提案であり,新たなスマート材料システムへの展開も期待できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件、 招待講演 12件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] ソフトマテリアル入門-最新のソフトマテリアル研究とそれを支える分析技術2018

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 雑誌名

      島津新素材アプリケーション集III「ソフトマテリアル」

      巻: 000 ページ: 3-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of protein-responsive micro-sized hydrogels for self-regulating microfluidic systems2018

    • 著者名/発表者名
      Hirayama Mayu、Tsuruta Kazuhiro、Kawamura Akifumi、Ohara Masayuki、Shoji Kan、Kawano Ryuji、Miyata Takashi
    • 雑誌名

      J. Micromech. Microeng.

      巻: 28 号: 3 ページ: 034002-034002

    • DOI

      10.1088/1361-6439/aaa876

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of molecularly imprinted hydrogel layer SPR sensor chips with lectin-recognition sites via SI-ATRP2018

    • 著者名/発表者名
      Naraprawatphong Rinyarat、Kawamura Akifumi、Miyata Takashi
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 50 号: 3 ページ: 261-269

    • DOI

      10.1038/s41428-017-0013-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomolecularly stimuli-responsive tetra-poly(ethylene glycol) that undergoes sol?gel transition in response to a target biomolecule2017

    • 著者名/発表者名
      Norioka Chisa、Okita Kazuma、Mukada Miho、Kawamura Akifumi、Miyata Takashi
    • 雑誌名

      10.1039/c7py01370a

      巻: 8 号: 41 ページ: 6378-6385

    • DOI

      10.1039/c7py01370a

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical and responsive properties of temperature-responsive gels prepared via atom transfer radical polymerization2017

    • 著者名/発表者名
      Norioka Chisa、Kawamura Akifumi、Miyata Takashi
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: 8 号: 39 ページ: 6050-6057

    • DOI

      10.1039/c7py01323j

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリシロキサン系高分子膜の構造設計と選択透過性2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 雑誌名

      日本ゴム協会誌

      巻: 90 ページ: 346-353

    • NAID

      130006101490

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造転移を示す分子認識ポリペプチドゲルの結合能制御2019

    • 著者名/発表者名
      金澤正晃,河村暁文,宮田隆志
    • 学会等名
      第30回高分子ゲル研究討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 標的分子を認識して自律開閉する分子応答性マイクロゲルバルブの調製2019

    • 著者名/発表者名
      平山真優,石田瑞希,庄司 観,河村暁文,川野竜司,宮田隆志
    • 学会等名
      第30回高分子ゲル研究討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ゲルの新たな世界~基礎から設計戦略、最新応用まで~2019

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      第36回コロイド・界面技術シンポジウム-ブレークスルーを生み出す次世代コロイド界面技術-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Smart Polypeptide Hydrogels with Molecular Binding Ability Regulated by Conformational Change2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kanazawa, A. Kawamura, T. Miyata
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造転移により分子結合能を制御できる刺激応答性ポリペプチドゲルの設計2018

    • 著者名/発表者名
      金澤正晃,松本和也,河村暁文,宮田隆志
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 内分泌かく乱化学物質認識サイトを有するポリペプチドゲルの構造転移による分子結合能制御2018

    • 著者名/発表者名
      金澤正晃,松本和也,河村暁文,宮田隆志
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分子応答性マイクロゲルを用いた新規なマイクロ流路分析システムの創製2018

    • 著者名/発表者名
      平山真優,大原正行,河村暁文,川野竜司,宮田隆志
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分子刺激応答性ゲルによるマイクロ流路の自律制御とゲート機能2018

    • 著者名/発表者名
      平山真優,河村暁文,庄司観,川野竜司,宮田隆志
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Molecular Stimuli-Responsive Gel Valves That Regulate Microchannels Autonomously.2018

    • 著者名/発表者名
      Mayu Hirayama, Akifumi Kawamura, Kan Shoji, Ryuji Kawano, Takashi Miyata
    • 学会等名
      First International Conference on 4D Materials and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strategical Design of Stimuli-Responsive Particles and Capsules for Smart Drug Delivery2018

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      Global Conference on Biomedical Engineering (GCBME)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Responsive Gels with Dynamic Crosslinks for Medical Applications2018

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      Advanced Biomaterials and Medical Membranes Symposium -Bio-inspired Interfaces and Membranes
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Responsive Bioconjugated Gels with Dynamic Crosslinks2018

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      4th International Conference on Bio-based Polymers and Composites (BiPoCo2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strategical Design and Applications of Responsive Gels with Dynamic Crosslinks2018

    • 著者名/発表者名
      T. Miyata
    • 学会等名
      First International Conference on 4D Materials and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Smart Polymer Materials with Dynamic Crosslinks for Medical Applications2018

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      化学工学会第83年会,関西大学,吹田
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子ゲルの新たな世界 基礎から設計戦略,最新応用まで2018

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      第35回コロイド・界面技術シンポジウム~コロイド界面技術で広がるNext Stage~,化学会館,東京
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性ソフトマテリアルの魅力とゲル研究の最新動向2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      第8 回島津新素材セミナー2017【東京】驚異のソフトマテリアル~最先端の機能性ソフトマテリアル研究~,島津製作所,東京
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stimuli-Responsive Zwitterionic Polymer Particles and Capsules with Dynamic Crosslinks2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      3rd International Conference on Bioinspired and Zwitterionic Materials (ICBZM 2017), The University of Tokyo, Tokyo
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子ゲルの基礎と応用(入門編)~ワンポイントシリーズ「高分子ゲル」の行間を読む~2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      ゲルワークショップ イン 松山 -高分子ゲル研究の未来-,にぎたつ会館,松山
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子膜研究からソフトマテリアル研究へ ~構造と機能との相関に基づく材料設計~2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      第66回高分子討論会「高分子論文集」75 周年記念シンポジウム-ニューウェーブのその後の展開-,愛媛大学,松山
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子ゲル研究の最新動向と動的架橋を利用した設計戦略2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 学会等名
      高分子同友会関西勉強会,大阪YMCA国際文化センター,大阪
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 序論:刺激応答性高分子の魅力と可能性,刺激応答性高分子ハンドブック(宮田隆志 監修)2018

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 総ページ数
      864
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860435356
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 分子認識応答性ゲルの設計と応用,刺激応答性高分子ハンドブック(宮田隆志 監修)2018

    • 著者名/発表者名
      河村暁文,宮田隆志
    • 総ページ数
      864
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 高分子基礎科学One Point 第6巻 高分子ゲル2017

    • 著者名/発表者名
      宮田隆志
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320044401
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 関西大学 先端高分子化学研究室

    • URL

      http://wps.itc.kansai-u.ac.jp/sentan/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 関西大学 化学生命工学部 先端高分子化学研究室

    • URL

      http://www.chemmater.kansai-u.ac.jp/sentan/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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