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環境応答性高分子界面活性剤と水系ラテックス間の分子認識架橋によるタフフィルム創製

研究課題

研究課題/領域番号 18K14021
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関地方独立行政法人大阪産業技術研究所

研究代表者

川野 真太郎  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (50646198)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードシクロデキストリン / 分子認識 / 超分子架橋 / ホスト-ゲスト化学 / クマリン / 光二量化 / ネットワークポリマー / 自己修復 / 両親媒性高分子 / 超分子ポリマー / 刺激応答性高分子 / 自己集合 / ラテックス粒子 / ホスト・ゲスト化学 / 水系塗膜
研究成果の概要

分子認識ホスト部位としてβ-シクロデキストリンを側鎖に有するコポリマー(または低分子ホストとしてγ-シクロデキストリン)を、ゲスト分子には光機能性のクマリン修飾コポリマーを用いて、水中ホスト-ゲスト相互作用を利用した超分子架橋型ネットワーク形成により、コーティング膜を作製した。超分子架橋は、非共有結合による可逆性とフレキシブルな粘弾性を有しており、コーティング膜表面の傷の生成後も高湿度環境や加温条件において傷の自己修復能を発現した。また、γ-シクロデキストリンホスト空孔内に包接されたクマリンの光二量化により、固体膜の熱物性は向上した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境負荷低減の観点から、有機溶剤系から水系プロセスによるコーティング膜の材料創出に加え、持続可能かつ長寿命化に寄与する機能性塗膜が求められている。今回の当該研究の遂行により、これらの要求を満たす材料の創出が期待できる。当該研究では、非共有結合性のホスト-ゲスト超分子架橋を水系プロセスから固体膜に適用した。固体膜中でもホスト-ゲスト相互作用を機能させるために、適切なガラス転移温度の制御と高湿潤環境下による疎水性相互作用を利用することで、可逆的な性質に伴う自己修復性を誘起することに成功し、学術的にも研究の進展に繋がった。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Photo- and thermo-responsive supramolecular polymer networks <i>via in situ</i> polymerization using homoternary macrocyclic host with coumarin monomers in water2022

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shintaro、Nakano Kohei、Sato Hirofumi、Muraoka Masahiro、Shizuma Motohiro
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 13 号: 41 ページ: 5820-5828

    • DOI

      10.1039/d2py00952h

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ホスト部位を有する刺激応答性高分子の集合構造制御2022

    • 著者名/発表者名
      川野 真太郎
    • 雑誌名

      日本接着学会誌

      巻: 58 ページ: 282-289

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 両親媒性シクロデキストリンポリマーの乳化機能と感温性増粘特性2022

    • 著者名/発表者名
      川野 真太郎
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 96 ページ: 134-139

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulating Polymeric Amphiphiles Using Thermo- and pH-Responsive Copolymers with Cyclodextrin Pendant Groups through Molecular Recognition of the Lipophilic Dye2021

    • 著者名/発表者名
      Kawano Shintaro、Lie Jenni、Ohgi Ryusei、Shizuma Motohiro、Muraoka Masahiro
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: ー 号: 11 ページ: 5229-5240

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.1c00265

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 水系プロセスによる二分子包接型超分子架橋ネットワークポリマーの作製と物性制御2023

    • 著者名/発表者名
      川野 真太郎, 中野 浩平, 村岡 雅弘, 靜間 基博
    • 学会等名
      日本化学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二分子ゲスト包接を利用した超分子架橋ハイドロゲルの 熱・光刺激による粘弾性制御2022

    • 著者名/発表者名
      中野 浩平, 川野 真太郎, 佐藤 博文, 靜間 基博, 村岡 雅弘
    • 学会等名
      第19回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Supramolecular Polymeric Hydrogels via Homoternary Host-Guest Inclusion Complex2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakano, Shintaro Kawano, Hirofumi Sato, Motohiro Shizuma, Masahiro Muraoka
    • 学会等名
      WCOS2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二分子ゲスト包接による超分子架橋と光二量化を組み合わせた ネットワークポリマーの粘弾性制御2022

    • 著者名/発表者名
      川野 真太郎, 中野 浩平, 村岡 雅弘, 靜間 基博
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二分子ゲスト包接による超分子架橋を利用した光および温度応答性ハイドロゲルの粘弾性制御2022

    • 著者名/発表者名
      川野 真太郎, 中野 浩平, 佐藤 博文, 靜間 基博, 村岡 雅弘
    • 学会等名
      シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二分子ゲスト包接型超分子架橋剤を用いた水中in-situ重合による光応答性ネットワークポリマーの創製2022

    • 著者名/発表者名
      中野浩平、川野真太郎、佐藤博文、靜間基博、村岡雅弘
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Polymeric Amphiphiles Using Thermo- and pH-Responsive Copolymers with Cyclodextrins through Molecular Recognition2021

    • 著者名/発表者名
      川野 真太郎、Jenni Lie、大木 隆誠、靜間 基博、村岡 雅弘
    • 学会等名
      第18回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シクロデキストリンを有する刺激応答性コポリマーの脂溶性色素包接による会合形成2021

    • 著者名/発表者名
      川野真太郎、Jenni Lie、大木隆誠、靜間基博、村岡雅弘
    • 学会等名
      第37回シクロデキストリンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Polymeric Assembly from Stimuli-Responsive Copolymers with Cyclodextrins through Inclusion of Lipophilic Dye2021

    • 著者名/発表者名
      川野 真太郎、Jenni Lie、大木 隆誠、靜間 基博、村岡 雅弘
    • 学会等名
      日本油化学会第60回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Recognition-Induced Self-association of Multi-Responsive Copolymers with Cyclodextrins2020

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Kawano, Lie Jenni, Shuuto Ueda, Masahiro Muraoka, Motohiro Shizuma, Daisuke Ono
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会 (2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シクロデキストリンを側鎖に有する多刺激応答性高分子の温度誘起会合形成2018

    • 著者名/発表者名
      ○川野真太郎、前畑一朗、村岡雅弘、佐藤博文、靜間基博、小野大助
    • 学会等名
      日本油化学会第57回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] シクロデキストリンおよび両性イオン基を有する多刺激応答性コポリマーの分子認識による会合挙動2018

    • 著者名/発表者名
      ○川野真太郎、前畑一朗、村岡雅弘、佐藤博文、靜間基博、小野大助
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 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: 2024-01-30  

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