| 研究課題/領域番号 |
21H01980
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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35010:高分子化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐田 和己 北海道大学, 理学研究院, 教授 (80225911)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 温度応答性高分子 / 下限臨界共溶温度 / 高分子溶液 / 有機溶媒 / 水 / 水素結合 / コイル・グロビュール転移 / 相分離 / 上限臨界共溶温度 / 刺激応答性高分子 / ナイロン / 高分子構造異性体 / 液液相分離 / アロステリック酵素モデル / フッ素系溶媒 / 機能性高分子 / LCST / UCST / ナイロン６ / 有機反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高分子と溶媒分子の両方に相互作用できるエフェクターを高分子の溶液に添加することで、エフェクターと高分子の間の解離・会合により、高分子のコイル・グロビュール転移を操作システム（「エフェクター三成分系」と呼ぶ。）の深化として、多段階の温度応答およびエフェクターの化学反応によるコアロステリック酵素の構造変化モデルの構築を行う。またこの系と水系における両親媒性高分子の温度応答性との接続を試みる。つまり良溶媒・貧溶媒・高分子の三成分系を用いて、温度応答性の発現を数多くの高分子について、網羅的に調査し、高分子の温度応答性発現のための一般原理を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
アルコールなどの水素結合性官能基を持つ高分子を用いて、水素結合性の良溶媒と非極性の貧溶媒からなる三成分混合溶媒による温度応答性の探索を行った。多くの系で下部臨界共溶温度(LCST)型の温度応答性が発現した。この三成分系による温度応答性高分子の探索は普遍性が高く、価値ある手法であることが実証できた。さらに刺激応答性官能基を持つ低分子の添加により、温度応答性の変調と刺激応答性の付与が可能であった。また溶媒和の官能基に着目し、水中における新奇なLCST型温度応答性高分子としてN-アルキル化ナイロンの開発に成功した。これらにより高分子の溶媒和の制御が温度応答性の制御に有効であることを示すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素結合性官能基を持つ高分子を用いて、水素結合性の良溶媒と非極性の貧溶媒からなる三成分混合溶媒により、多くの系で下部臨界共溶温度(LCST)型の温度応答性を実現できた。このことは、この手法の普遍性の高さを示しており、同種材料の重要な設計指針になり、学術的な意義は大きい。また刺激応答性分子の添加により、容易に温度応答性の変調や刺激応答性なども可能であることを明らかにし、水中における新奇なLCST型温度応答性高分子としてN-アルキル化ナイロンの開発に成功した点はLCST型温度性高分子の可能性を広げ、応用展開が期待できる点から、社会的な意義が大きいと考えられる。
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