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有機-無機複合ネットワーク構造の精密制御によるNCゲル材料・機能の新展開-

研究課題

研究課題/領域番号 18K05242
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関日本大学

研究代表者

原口 和敏  日本大学, 生産工学部, 研究所教授 (10373391)

研究分担者 木村 悠二  日本大学, 生産工学部, 講師 (40717451)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードヒドロゲル / ナノコンポジット / ネットワーク構造 / 刺激応答性 / 力学物性 / 粘度 / 医療材料 / ゲル / 有機-無機ハイブリッド / クレイナノシート / 接着 / 貴金属ナノ粒子 / アルコール溶液 / 水溶液 / 生体材料 / クレイ / ネットワーク
研究成果の概要

ヒドロゲルの常識を打ち破ったナノコンポジット(NC)ゲルを基盤として、新機能創出及び新材料開発を推進した。その結果、有機(高分子)-無機(クレイ)ネットワーク構造の特徴を生かして、NCゲルが親水性多孔質表面を有するセラミックや高分子基材に対して瞬間且つ強力な接着挙動を示すことを見出した。また、NCネットワークをテンプレートとして貴金属複合ナノ粒子を担持したNCゲルの合成に成功した。更に、クレイ分散液のpH制御や微量高分子添加による粘度極大や異常粘度変化挙動を明らかにした他、水/ハロゲン化アルコール水溶液の詳細検討により、水より低粘度を示す水溶液を147年ぶりに発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子ヒドロゲルは、医療・医薬・電子・土木・農業など幅広い分野で用いられる水を主成分とする材料であり、ソフトでウェットな機能性材料として期待されている。我々は、無機粘土鉱物との複合により、弱くて脆いというヒドロゲルの常識を打ち破った新たなヒドロゲル(ナノコンポジット(NC)ゲル)を開発した。本研究では、その機能性を拡大し、また、新規なNCゲルを開発することに取り組んだ。また、水溶液の詳細検討により、水より低粘度を示す水溶液を147年ぶりに発見した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件、 招待講演 17件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Ahmedabad University(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ahmedabad University(インド)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New Aqueous Solutions with Lower Viscosities than Water2021

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Haraguchi, Yuji Kimura
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 94 号: 4 ページ: 1185-1191

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200396

    • NAID

      130008037360

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instant Strong Adhesive Behavior of Nanocomposite Gels toward Hydrophilic Porous Materials2018

    • 著者名/発表者名
      K. Haraguchi, S. Shimizu, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 29 ページ: 8480-8488

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b01448

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機無機ハイブリッドの新展開:ナノコンポジットゲルの多彩な機能-強力な瞬間接着挙動-2018

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 雑誌名

      日本接着学会誌

      巻: 54 ページ: 277-285

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanocomposite Hydrogel as a Template for Synthesis of Mono and Bimetallic Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      D. Varade, K. Haraguchi
    • 雑誌名

      eXRESS Polymer Letters

      巻: 12 号: 11 ページ: 996-1004

    • DOI

      10.3144/expresspolymlett.2018.86

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 新しい機能性ナノコンポジットゲルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニアリング

      巻: 64 ページ: 8-16

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Recent studies on the synthesis and functions of advanced nanocomposite gel2020

    • 著者名/発表者名
      K. Haraguchi
    • 学会等名
      Polymer Science and Composite Materials Conference 2020 (Polymer Connect 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ネットワーク再構築による高分子ゲルの自己修復性とそのメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      技術情報協会セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ABA型トリブロック共重合体の水中での会合挙動2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      高分子学会 第65回高分子研究発表会[神戸]
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] クレイナノシートへの自己組織化的グラフトによるゲルの強靭化と多様な機能の発現2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      高分子学会 19-1 精密ネットワークポリマー研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子の架橋反応・メカニズムと構造・特性の制御・評価技術2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      情報機構セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子の架橋2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      接着学会「基本を深く学ぶ接着基礎講座」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノコンポジットゲルの機能 ―強力な瞬間接着挙動-2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏、清水正一、田中智
    • 学会等名
      高分子学会68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 水でできたゴム:ナノコンポジット(NC)ゲルの創製と展開2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      日本ゴム協会関西支部 第41回「サタデーセミナー」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粘土鉱物を用いたヒドロゲル物性革新と新機能の開拓2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      広島大学デジタルものづくり教育センター講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子の架橋反応と評価および物性制御技術2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      R&D支援センターセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Progresses in the Syntheses and New Functions of Advanced Nanocomposite Gel2019

    • 著者名/発表者名
      K. Haraguchi
    • 学会等名
      The 8th Global Conference on Materials Science and Engineering (CMSE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progresses in new functions of advanced nanocomposite gel2019

    • 著者名/発表者名
      K. Haraguchi
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Advanced Fibers and Polymer Materials (ICAFPM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 開始剤フリー光重合によるナノコンポジットゲルの合成およびネットワーク形成機構2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏、高田哲夫、原口亮介
    • 学会等名
      第30 回 高分子ゲル研究討論会(高分子学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Recent Developments on the New Functions of Advanced Nanocomposite Gels2019

    • 著者名/発表者名
      K. Haraguchi
    • 学会等名
      2019 Meeting of Rese-arch Group for Develop ment and Modification of Clay Materials (RGCM) in VISTEC
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機能性ナノコンポジットゲルの創製と最近の展開2019

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      スーパーコンポジット研究会 第10回討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機-無機ソフトハイブリッド材料:開発と未来への展望2018

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      第37回無機高分子シンポジウム(高分子学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 革新的物性を有するナノコンポジット(NC)ゲル  -NCゲルの合成と評価-2018

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      県立川越工業高等学校サイエンス講座
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 刺激応答性ナノコンポジットゲルの塩濃度変化による可逆的応力発現2018

    • 著者名/発表者名
      原口和敏、木村悠二、清水正一
    • 学会等名
      第67回高分子討論会(高分子学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子の架橋反応と評価および物性制御技術2018

    • 著者名/発表者名
      原口和敏
    • 学会等名
      R&D支援センターセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reversible generation of large retractive tensile forces in isomet-ric chemo-mechanical actuators composed of nanocomposite hydrogels and aqueous NaCl solutions2018

    • 著者名/発表者名
      K. Haraguchi, Y. Kimura, S. Shimizu
    • 学会等名
      Smart Materials and Surface Conference and Exhibition (SMS-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanocomposite Gels by Initiator-Free Photo- polymerization: Role of Plasma-Treated Clay in the Synthesis and Network Formation2018

    • 著者名/発表者名
      K. Haraugchi
    • 学会等名
      APA International Conference on Advances in Polymer Science & Technology (APA2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent studies on the synthesis and new functions of nanocomposite gel: Initiator-free photosynthesis, Clay-silica-PNIPA ternary system, Large retractive tensile force generation, and Instant strong adhesion behavior2018

    • 著者名/発表者名
      K. Haraguchi
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 重合開始剤,硬化剤,架橋剤の 選び方、使い方とその事例2021

    • 著者名/発表者名
      原口和敏(共著)
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 刺激応答性高分子の開発動向2021

    • 著者名/発表者名
      原口和敏(共著)
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      CMC出版
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 基礎高分子科学 第2版 (高分子学会編)2020

    • 著者名/発表者名
      原口和敏(分担執筆)
    • 総ページ数
      496
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909629
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 自己修復材料、自己組織化、形状記憶材料の開発と応用事例2020

    • 著者名/発表者名
      原口和敏(分担執筆)
    • 総ページ数
      446
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047817
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 刺激応答性高分子ハンドブック2018

    • 著者名/発表者名
      原口和敏(分担執筆)
    • 総ページ数
      864
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 教員プロフィール(原口和敏)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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