| 研究課題/領域番号 |
19K21923
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
きゅう 建輝 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40244511)
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| 研究分担者 |
伊藤 一志 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30507116)
境 英一 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (70581289)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ハイドロゲル / ソフトマター / 配向性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では申請者らが提案した新規な可視光照射により三次元網目構造ゲルを作製し、引張などによりゲルを配向させたまま、セルロース間の水素再結合を引き起こす温度で乾燥させる。その水素結合の不可逆特性を利用して、再度吸水させ、乾燥前の配向ゲルの状態まで回復させる。この新奇な創製方法は配向度を自由に制御できる疑似生体組織の高強度ゲルの作製が可能である。また、作製したゲルに対し、その三次元網目構造におけるセルロース誘導体の役割、力学特性に及ぼす水素再結合や配向度の影響およびゲルの生物適合性と生物学的足場材料への応用を検討する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では延伸加工により異方性ハイドロゲルを創製し，その性能を評価した．力学特性の結果から引張強度の差は形状固定温度増大に伴い，増加した．値は75°Cで最大値をとり，105°C以降で大きく低下していることがわかった．また内部構造の結果からゲルは形状固定温度増大に伴い細孔が収縮しており，延伸方向と垂直の方向では細孔が延伸により変形している様子が確認できた．得られた結果から本実験において最も異方性を付与できる温度は75°Cであるとわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでのゲルは、基本的に等方性網目構造が形成され、異方性を持たせることができない。本研究で作製された新奇なゲルは、①ゲルの設計方針や作製プロセスが画期的に転換でき、②ゲルの内部構造を自由に制御できる機能性ゲルの創製が可能になり、生体材料やバイオセンサの学術分野の発展が期待でき、③異方性を活かした新たな学術分野の創出や配向性、力学特性および機能性の組合せにより、様々な特性を賦与させることができ、これまでのソフトマターの学術研究分野に画期的な変革をもたらすことが予想される。
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