| 研究課題/領域番号 |
20K21225
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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35:高分子、有機材料およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山口 浩靖 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (00314352)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | ソフトマテリアル / 水素結合 / 配位結合 / 刺激応答性材料 / 色素 / 光誘起電子移動 / 機能化 / 超分子錯体 / 会合体 / 静電相互作用 / 水溶性合成高分子 / 光エネルギー変換 / ポルフィリン / ビオロゲン / 合成高分子 / エネルギー変換 / 特異性 / 機能性材料 / 非共有結合 / ヒドロゲル / 金属イオン / 架橋 / 凝集 / 接着 / 超分子材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高分子材料は硬くすれば壊れやすく、柔らかくすれば構造を保持できなくなる。これらの問題を克服するための新規分子設計を行う。本研究では複数の非共有結合因子を導入した新規機能性超分子材料を創製するために、（1）架橋点となる超分子科学的ユニットの設計、（2）応力を吸収する高分子の合成、および（3）超分子材料の強度を補強できるような物質探索を行う。
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| 研究成果の概要 |
生体系に見られる複数の非共有結合を通した超分子集合体の形成による高度な機能発現に発想を得て、水素結合ユニットと金属配位子を導入したポリマーを合成した。末端の水素結合形成を通して超分子ポリマーが生成し、金属イオン添加に寄る高強度化、と破壊エネルギーの増大がもたらされた。またこの超分子材料は化学物質応答性を示した。水素結合ユニットおよび金属配位子の非共有結合形成により優れた機能を有する超分子ポリマー材料の作製に成功した。また、本研究課題遂行中、色素分子と汎用性高分子（ポリビニルピロリドン）と水素結合並びに配位結合により超分子錯体を形成し、新たな光誘起電子移動制御システムを構築することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
持続可能な開発目標(SDGs)達成のためにプラスチックの在り方・使い方を見直すとともに代替材料を開発することは重要な課題である。使い捨てプラスチック製品の代わりに再利用可能な製品や分解可能な代替素材・刺激応答性材料を開発・利用することでプラスチックの使用量削減、環境負荷の少ない新材料創製につながると考えられる。この新規環境負荷軽減材料として本研究課題「超分子科学的な相互作用を駆使した機能性タフ材料の創製」の成果が活きるものと思われる。水素結合や配位結合等、材料として複数の相互作用ユニットを導入することで強靭化できるが、個々の相互作用は弱いが故に分解できる特性が活用できるであろう。
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