| 研究課題/領域番号 |
20H02797
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
宇山 浩 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70203594)
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| 研究分担者 |
徐 于懿 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (10757678)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | バクテリアセルロース / 導電性高分子 / 複合材料 / 温度応答性高分子 / ゲル / ウェラブルデバイス / バクテリアセルルース / 多糖類 / ポリビニルアルコール / カルボキシメチルセルロース |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではバクテリアセルロース（BC）の特異な層状構造に着目し、層間に機能分子を挿入することで新規な刺激応答性複合材料を創製する。特異なBCの特徴を活かして、刺激応答機能分子を凝集させることなく均一にBCゲル層間に挿入することで、水分、熱、光、電場に応答する一次元的な形状変化、構造異方性の機能を搭載した材料を創出する。また、BCにポリマーを複合化することによる複合ゲルの機械的性質の改善にも取り組む。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではバクテリアセルロース（BC）の特異な層状構造に着目し、層間に親水性ポリマー（ポリビニルアルコールやセルロース誘導体）、導電性ポリマー（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)）、温度応答性ポリマー（ポリ（N-イソプロピルアクリルアミド））を挿入することで新規な刺激応答性複合材料を創製した。特異なBCの特徴を活かして、刺激応答機能分子を凝集させることなく均一にBCゲル層間に挿入することで水分や熱に応答する一次元的な形状変化、構造異方性の機能を搭載した材料を開発した。また、BCにポリマーを複合化することによる複合ゲルの機械的性質を向上させた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
開放系でゲルの膨潤・収縮の方向性を完全に規定するものは皆無に近く、収縮状態から材料が溶媒を吸収して膨潤する方向を厳密に限定させる材料設計には、材料中の分子鎖の配向や膨潤による配向の乱れ抑制など既存手法では困難な点が多いため、本研究の成果である一次元膨潤・収縮の機能材料開発の学術的意義は高い。一次元膨潤・収縮材料には多様な応用が想定されるが、本研究の成果である導電性の構造異方性発現はアクチュエータ開発に有用であり、社会的に開発が求められているウェラブルデバイスの発展に資することが期待される。
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