| 研究課題/領域番号 |
20H02795
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
増田 造 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70814010)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
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| キーワード | 高分子ソフト界面 / 表面電位 / 精密ラジカル重合 / 生体材料 / 水晶振動子マイクロバランス / 分子間相互作用解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
表面電位は界面機能を支配する重要な因子のひとつである。その指標としてゼータ電位が一般的に用いられるが、溶媒・イオンが浸透するソフト界面では厳密にはゼータ電位が定義できない。本研究課題では、高分子の精密重合を利用して系統的に構造制御したモデル界面を調製し、界面導電現象の解析と実際の表面構造の対応を調査することで、高分子ソフト界面の表面電位の正確な理解を目指す。イオン性のソフト界面を正確に理解することにより、その応用として抗菌性表面の設計指針につながると期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では高分子の精密重合により系統的に構造制御したモデル界面を調製し、界面動電現象の解析と界面における生体・細胞との相互作用との関わりを解析した。4級アンモニウムを含む高密度なポリマーブラシにおいては固体表面に用いられる式が解析に適し、タンパク質吸着は静電相互作用により制御でされた。さらにバクテリアとの相互作用解析を行うことで、高密度な界面では低密度な界面に比較してバクテリア培養初期に強く相互作用することが示され、殺菌性の要因と考えられた。以上より、高分子材料合成と構造-物性相関及び相互作用解析の精緻な研究から抗菌材料の原理が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では高分子材料合成と構造-物性相関及び相互作用解析の精緻な研究から、高分子界面の構造がタンパク質のような分子スケールの対象からバクテリアの接着挙動・活性に及ぼす影響を評価することに成功している。抗菌材料は、医療・環境分野において重要な材料であり、その設計に関わるメカニズムを精密な相互作用解析から示したことは高分子材料・生体材料分野において意義のある貢献である。今後さらに、高分子の化学構造が相互作用に及ぼす影響を解析することで、分子レベルのメカニズムや抗菌材料の設計指針につながることが期待される。
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