| 研究課題/領域番号 |
21K05165
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 工学院大学 (2022-2023)
東京工業大学 (2021) |
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研究代表者 |
後関 頼太 工学院大学, 先進工学部, 准教授 (20592215)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | アニオン重合 / 配列制御高分子 / ブタジエン誘導体 / 1,1-ジフェニルエチレン / エラストマー / カテコール / 天然素材 / ゴム材料 / 交互共重合 / 熱可塑性エラストマー / エラストマー材料 / 接着材料 / 生体模倣 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、モノマー配列を簡便に制御する技術を確立し、構造と物性との相関を解明することで、機能性材料の新しい設計指針を獲得を目指す。特に、１分子から２成分系の繰り返し構造を与え得る1-フェニル-1,3-ジエン誘導体に着目し、1,1-ジフェニルエチレンとのアニオン共重合により配列制御ポリマーの精密合成を目指す。また、このモノマー骨格は天然に見出すことができ、その部分構造には天然の接着機構に深く関与するカテコール基が存在する。そのため、環境調和型の配列制御ポリマーが合成できるのみならず、このポリマー鎖を有する熱可塑性エラストマーの創製により接着性ゴム材料の開発に繋がることが期待できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、配列構造と特性との相関解明に向けて、モノマー配列制御法の確立に取り組んだ。特に、1-フェニル-1,3-ブタジエン(1-PBD)と1,1-ジフェニルエチレン(DPE)とのアニオン共重合を行うことで、交互性の高い共重合体の合成条件を見出した。また、1-PBDとDPE骨格を一分子内に有する二官能性モノマーにおいても自己交互的に反応が進行することを明らかにした。これらを水素添加することでエチレン-スチレン-DPE３成分系配列制御ポリマーが得られることを見出した。加えて、カテコール基含有1-PBDのポリマー部位を有するゴム材料の開発にも着手し、その特性を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酵素やDNAなどの天然高分子では、ポリマー中のモノマー配列が遺伝等の情報伝達や生理活性等の高次な機能の発現に重要な役割を果たしている。一方、合成高分子では、厳密な配列制御は未解決の重要課題として残されてる。そのため、本研究で見出した2成分系(もしくは1成分)から3成分系配列制御ポリマーを合成できる手法は学術的に意義のある研究であると言える。また、現行で工業的に利用されているスチレンとイソプレンからなる水添化エラストマー材料と本手法により合成されるエラストマー材料を比較することで、配列制御の意義を見出せる可能性を秘めており、工業的にも意義のある研究であると言える。
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