| 研究課題/領域番号 |
21K14477
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
上沼 駿太郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (90891804)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 高分子 / 自己組織化 / ナノシート / シクロデキストリン / ブロックコポリマー / コロイド / ポリマーブラシ / 結晶 / 超分子 / トポロジカル超分子 / ポリロタキサン / 結晶成長 / 空孔 / ビルディングユニット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年申請者は、シクロデキストリン(CD)と高生体適合性ポリマーを水中で混合するだけで、階層的超分子自己組織化が生じ、超分子性ナノシート材料を作成することに成功した。この自己組織化体の構成単位は超分子集合により形成される。本研究では、この超分子性ビルディングユニットの形成速度論に立脚した階層的ナノ構造を制御する方法論・理論の構築を目指す。トポロジカル超分子の構造特性を活用した新しい自己組織化機構の制御方法を提案し、超分子ナノ構造体の形態・サイズ・分布・組織化の制御を実現する。
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| 研究成果の概要 |
環状オリゴ糖であるシクロデキストリン(CyD)と高生体適合性の線状ポリエーテルを室温の水中で混合すると、階層的自己組織化によってトポロジカル超分子ナノシート材料“擬ポリロタキサンナノシート(PPRNS)が形成される。本研究ではPPRNSの形成機構においてCyDが必ず軸高分子末端を通過することに注目し、軸高分子末端基の構造を系統的に変化させてPPRNSを作製して形成機構の解明に取り組んだ。その結果、軸末端基構造はPPRNSの形成速度に大きく影響し、それだけでなく最終的に得られるPPRNS中のCyDと軸の組成比の変化をもたらすことも予想外にも明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では擬ポリロタキサンナノシート(PPRNS)の形成機構の解明に取り組んだ。その形成機構においてシクロデキストリンが末端を必ず通過しなければならないことはトポロジカル超分子に特異な機構であり、本研究を通じて超分子材料の形成速度の制御や最終的な構造の制御方法として超分子科学に新しいコンセプトを提案することができた。それだけでなく、ナノシート材料は多くの場合無機物から成るが、PPRNSは高生体適合性分子から構成されるため、生体関連材料への応用展開が期待される。本研究で明らかになったPPRNSの形成機構は、PPRNSを応用研究に展開する際にPPRNSの機能や構造を制御するための基盤的知見となる。
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