| 研究課題/領域番号 |
21K18997
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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 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
前田 勝浩 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90303669)
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| 研究分担者 |
廣瀬 大祐 金沢大学, 物質化学系, 助教 (60806686)
西村 達也 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (00436528)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | らせん / ポリアセチレン / 機能性高分子 / リビング重合 / 刺激応答 / 刺激応答性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者が最近独自に開発した「簡便かつ適用範囲の広い両末端の官能基化が可能なポリフェニルアセチレン誘導体[以下、PPA]の精密合成技術」と、長年取り組んできた「ラセン高分子の外部刺激応答性・運動性」・「固体表面で機能するスイッチングマテリアル」に関する知見を基軸として、従来のラセン高分子の合成手法では設計・合成が困難であった、固体基板上でプログラミングされた運動性を示すラセン高分子鎖からなる機能性マテリアルの創製を行う。具体的には、外部刺激に応答してラセンのピッチが変化(伸縮)するラセン状PPA鎖からなる(A)分子アクチュエーターと(B)運動性ポリマーベルトを創製することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
申請者が開発した「両末端の官能基化が可能なポリフェニルアセチレン類(PPA)の精密合成技術」を利用して、ラセン高分子鎖の伸縮に由来する運動性を示す機能性マテリアルの創製について検討した。溶媒に応答して主鎖の可逆的なラセンピッチの伸縮を示すPPA鎖からなる濃厚ポリマーブラシを基板上に作製することに成功し、その膜厚がラセンピッチの伸縮に対応して可逆的に大きく変化し、分子アクチュエーターとして機能する可能性を実証した。また、両末端にホスト-ゲスト相互作用が可能な置換基を導入したPPAが、超分子ポリマーを形成し、主鎖の剛直性の変化に伴って、そのモルフォロジーが直線状と環状の間で変化することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
人工ラセン高分子は、ラセン構造に基づく情報の増幅・記憶・転写や外部刺激応答性などの機能性に加え、構造面においても高い剛直性・規則性・アスペクト比・官能基超集積構造などの他の分子では見られない特徴を有している。本研究成果は、申請者らが独自に開発した簡便かつ適用範囲の広いラセン高分子の精密合成技術を活用することにより、ラセン高分子鎖からなる高次集積構造体の高度な機能の開拓に繋がる可能性がある。したがって、ナノアーキテクチャー分野にラセン高分子を織り交ぜた新たな研究領域を開拓するといった学術的な興味だけでなく、全く新しい機能を有するキラルマテリアルの効率的な合成法としての応用も期待される。
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