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有機/無機微粒子構造を架橋ドメインとする新規機能性ゲルの精密設計

研究課題

研究課題/領域番号 19K05602
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
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

伊田 翔平  滋賀県立大学, 工学部, 講師 (80610740)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードゲル / 両親媒性 / 刺激応答性 / リビングラジカル重合 / ナノドメイン / 架橋 / ハイブリッド材料 / モノマー配列 / アクリルアミド / 精密ラジカル重合 / 架橋ドメイン / 有機/無機微粒子 / 刺激応答性材料
研究開始時の研究の概要

本研究では新しい機能を有する高分子ゲル材料の開発に向けて、性質の異なる2種の成分を巧みに複合化した新たな設計指針を提案する。ゲル網目を形成する繋ぎ目(架橋構造)に着目し、さまざまな有機物や無機物からなるミクロな構造体を架橋構造に導入したゲルを設計することで、特徴的な膨潤特性や力学特性の発現を実現するとともに、応用に向けた研究を行う。

研究成果の概要

ゲルの高機能化には、構造を高度に制御して2種の成分を巧みに複合化することが重要と考えられる。本研究では、さまざまな機能をもつ有機あるいは無機微粒子構造体を架橋部位(架橋ドメイン構造)に持つゲルを、リビングラジカル重合法を用いて種々設計した。得られたゲルは熱応答強靭化や高い圧縮特性など、設計した構造に由来する特徴的な性質を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

異なる性質を持つ構成成分を巧みに組み合わせることにより、それぞれの性質の「いいとこ取り」によってゲルに特異的な性質を与えることができる。本研究ではゲルの特性に大きな影響を与える架橋部位に、さまざまな有機もしくは無機微粒子状構造を導入する新しい設計指針を提案するものである。学術的には精密重合化学を基盤とした新たなゲル化学の分野を開拓するものであり、ゲルの有用性から産業的にも興味深いものである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Thermoresponsive Property of Polymer Hydrogels Induced by Copolymerization of Hydrophilic and Hydrophobic Monomers: Comprehensive Study from Monomer Sequence and Water Affinity2021

    • 著者名/発表者名
      Ida Shohei、Nishisako Daiki、Fujiseki Ayaka、Kanaoka Shokyoku
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 17 号: 25 ページ: 6063-6072

    • DOI

      10.1039/d1sm00596k

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiarm Star‐Crosslinked Hydrogel: Polymer Network with Thermoresponsive Free‐End Chains Densely Connected to Crosslinking Points2021

    • 著者名/発表者名
      Ida Shohei、Toda Shogo、Oyama Masatoshi、Takeshita Hiroki、Kanaoka Shokyoku
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 42 号: 8 ページ: 2000558-2000558

    • DOI

      10.1002/marc.202000558

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of Hydrogels with Thermoresponsive Crosslinked Domain Structures via the Polymerization-Induced Self-Assembly Process and Their Thermoresponsive Toughening in Air2021

    • 著者名/発表者名
      Morimura Miki、Ida Shohei、Oyama Masatoshi、Takeshita Hiroki、Kanaoka Shokyoku
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 54 号: 4 ページ: 1732-1741

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.0c02569

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 精密ラジカル重合を用いた機能性ヒドロゲルの設計:自己修復性と熱応答強靭化2020

    • 著者名/発表者名
      伊田翔平
    • 雑誌名

      日本ゴム協会誌

      巻: 94 ページ: 46-51

    • NAID

      130008027596

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoresponsive core cross-linked star-shaped poly(N-isopropylacrylamide) for reversible and controlled aggregation of nanoscale molecular units2019

    • 著者名/発表者名
      Ida Shohei、Toyama Yuri、Takeshima Sayuri、Kanaoka Shokyoku
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 52 号: 3 ページ: 359-363

    • DOI

      10.1038/s41428-019-0285-1

    • NAID

      40022176459

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Swelling and mechanical properties of thermoresponsive/hydrophilic conetworks with crosslinked domain structures prepared from various triblock precursors2019

    • 著者名/発表者名
      Ida Shohei、Morimura Miki、Kitanaka Hironobu、Hirokawa Yoshitsugu、Kanaoka Shokyoku
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 10 号: 45 ページ: 6122-6130

    • DOI

      10.1039/c9py01417a

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 精密ラジカル重合の活用とモノマー連鎖配列制御に基づく高分子ヒドロゲルの設計と機能化2019

    • 著者名/発表者名
      伊田翔平
    • 雑誌名

      塗装工学

      巻: 54 ページ: 367-376

    • NAID

      40022055569

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 力学特性および発光挙動が同時に変化する温度応答性架橋ドメインゲルの精密設計2022

    • 著者名/発表者名
      奥野 敬裕、伊田 翔平、鈴木 一正、竹下 宏樹、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第33回高分子ゲル研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 精密ラジカル重合を用いた刺激応答性架橋高分子の設計2021

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平
    • 学会等名
      第33回散乱研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的ナノ架橋ドメインの導入に基づく高分子ヒドロゲルの機能創成2021

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 熱応答強靭化を示す温度応答架橋ドメイン含有ゲルへの蛍光物質導入による機能化2021

    • 著者名/発表者名
      奥野 敬裕、伊田 翔平、鈴木 一正、大山 雅寿、竹下 宏樹、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第67回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性ヒドロゲルの温度応答膨潤特性:側鎖疎水性アンモニウムカチオンの構造とモノマー配列の効果2021

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第67回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 精密ラジカル重合の活用とモノマー連鎖配列に着目した高分子ヒドロゲルの動的機能創成2021

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平
    • 学会等名
      第67回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 星型ポリマー架橋ゲル:多官能架橋と高密度な刺激応答性自由末端鎖がもたらす特異性2021

    • 著者名/発表者名
      戸田 翔伍、伊田 翔平、大山 雅寿、竹下 宏樹、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高密度に刺激応答性自由末端鎖が結合した架橋構造を持つヒドロゲルの設計2021

    • 著者名/発表者名
      戸田翔伍、伊田翔平、大山雅寿、竹下宏樹、金岡鐘局
    • 学会等名
      第32回高分子ゲル研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 空気中で熱応答して力学特性を変化するヒドロゲル:水中高温RAFT重合によるドメイン構造誘起形成に基づく機能化2020

    • 著者名/発表者名
      森村光稀、伊田翔平、大山雅寿、竹下宏樹、金岡鐘局
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of Amphiphilic Polymer Hydrogels with Crosslinked Domain Structure2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Ida
    • 学会等名
      第69回高分子討論会日韓合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] コア架橋型温度応答性多分岐星型ポリマーが架橋点として均一に組み込まれたヒドロゲルの合成と応答特性2020

    • 著者名/発表者名
      戸田翔伍、伊田翔平、大山雅寿、竹下宏樹、金岡鐘局
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱により不可逆的に力学特性が変化するヒドロゲル:かご型シルセスキオキサン架橋剤を用いた新規ヒドロゲルの設計と特性2020

    • 著者名/発表者名
      疋田天希、伊田翔平、金岡鐘局
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中高温RAFT重合による架橋ドメイン構造を持つヒドロゲルの設計と空気中における感温力学特性2020

    • 著者名/発表者名
      森村光稀、伊田翔平、大山雅寿、竹下宏樹、金岡鐘局
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子ヒドロゲルの網目構造設計:精密重合の利用とモノマー配列に着眼した機能化2020

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平
    • 学会等名
      2019年度高分子学会北陸支部富山地区講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 温度応答性ヒドロゲルの空気中での熱応答特性:重合誘起自己組織化を利用した架橋ドメイン構造の構築とゲルの機能化2020

    • 著者名/発表者名
      森村 光稀、伊田 翔平、大山 雅寿、竹下 宏樹、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第31回高分子ゲル研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多分岐構造を有するミクロゲル核星型ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)の特異的温度応答挙動と凝集体形成制御の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      竹島 さゆり、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第31回高分子ゲル研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] かご型シルセスキオキサン架橋剤を用いた末端架橋により合成した温度応答性均一ゲルの力学特性2019

    • 著者名/発表者名
      疋田 天希、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)自由末端鎖を架橋点付近に高密度に組み込んだヒドロゲルの特性2019

    • 著者名/発表者名
      戸田 翔伍、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RAFT重合を用いて架橋ドメイン構造を設計したヒドロゲルの合成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平、森村 光稀、戸田 翔伍、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第67回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度応答性自由末端鎖を高密度に有する星型ポリマーを架橋点に持つポリアクリルアミドゲルの合成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      戸田 翔伍、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第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] RAFT重合誘起組織化を利用した架橋ドメイン構造を有するヒドロゲルの設計と空気中における熱応答特性2019

    • 著者名/発表者名
      森村 光稀、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第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] RAFT重合を用いて架橋ドメイン構造を設計したヒドロゲルの力学特性2019

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平、森村 光稀、戸田 翔伍、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第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] 精密重合化学を基盤とした機能性ヒドロゲルの構造設計2019

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平
    • 学会等名
      第169回粘着研究会例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 精密重合化学の観点に基づいた高分子ゲルの構造設計と機能化2019

    • 著者名/発表者名
      伊田 翔平
    • 学会等名
      高分子愛媛地区懇話会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Crosslinked Domain Structure for Improved Function of Thermoresponsive Polymer Hydrogels2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Ida
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Yangon (ICPAC Yangon) 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] かご型シルセスキオキサンを架橋剤とした温度応答性均一ゲルの合成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      疋田 天希、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      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] 高密度の温度応答性自由末端鎖に囲まれた架橋点からなるポリアクリルアミドゲルの合成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      戸田 翔伍、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      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] 空気中で温度応答力学特性を示す架橋ドメイン構造を有するヒドロゲルの設計2019

    • 著者名/発表者名
      森村 光稀、伊田 翔平、金岡 鐘局
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 滋賀県立大学研究者総覧

    • URL

      http://db.spins.usp.ac.jp/html/100000224_ja.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 個人HP

    • URL

      https://sites.google.com/view/idashohei/home

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 滋賀県立大学研究者総覧(伊田翔平)

    • URL

      http://db.spins.usp.ac.jp/html/100000224_ja.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 滋賀県立大学工学部材料科学科高分子機能設計分野ホームページ

    • URL

      http://www.mat.usp.ac.jp/polymer-chemistry/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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