力学トレーニングによる「自己進化」する材料の構築原理の確立

• 研究課題/領域番号: 22H00327
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: グン 剣萍 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (20250417)
• 研究分担者: 印出井 努 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (30420409) ; 野々山 貴行 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (50709251) ; キング ダニエル 北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (50794583) ; 中島 祐 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (80574350)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円); 2022年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
• キーワード: 自己進化材料 / ダブルネットワークゲル / 開放系 / 構造更新 / 動的材料

研究開始時の研究の概要

生物は、外部から栄養を取り入れ、内部構造の破壊と再形成を繰り返す「新陳代謝」によって構造を更新し、機能を成長させる。例えば骨格筋は、高負荷運動をすると、外界から取り込んだ栄養を用いてより強く、大きく作り替えられ、機能が成長する。本研究では、この生物（特に骨格筋）の新陳代謝に範を得て、力学トレーニングをトリガーとした構造更新によって成長する「自己進化材料」を創出する。具体的には、成長の基盤となる動的・開放系材料「Stem材料」の内部構造を、外界から取り込んだ原料分子を用いた破壊・再形成反応によって別構造に「更新」することで、材料の多様な力学的・形態的・機能的成長を実現する。