| 研究課題/領域番号 |
23K21138
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02005 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
遊佐 真一 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00301432)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
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| キーワード | 静電相互作用 / ポリアンホライト / 感温性 / 接着 / ゲル / 双性イオン / 精密高分子合成 / 高分子電解質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
カチオンとアニオンを1つのポリマー鎖中でランダムに側鎖結合したポリマーは、ポリアンホライトと呼ばれる。特定の化学構造のポリアンホライトが水中で上限臨界溶液温度（UCST）を発現する。このUCST発現のメカニズムを学術的に理解することで、ポリアンホライトの温度に応答した静電相互作用を、水中での可逆的な剥離可能な接着や、自己修復材料へ応用展開することを研究の目的とする。まず溶液の状態およびポリアンホライトの化学構造が、UCSTに及ぼす影響を調べる。次にポリアンホライトのヒドロゲルを作製し、静電相互作用によるUCSTを利用したゲルの接着・剥離挙動を評価する。
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| 研究成果の概要 |
刺激応答性ポリマーは外部刺激で、物理的・化学的性質が変化する。中でも温度応答性ポリマーは、最も研究されている。上限臨界溶液温度（UCST）型ポリマーは、UCST以上で溶媒に溶解するが、UCSTより低い温度でポリマーによる会合で相分離する。UCST 型ポリマー作製時に架橋剤を添加すると、高分子は三次元的な網目構造を形成し、ゲルを形成する。UCST 型ゲルは低温で溶媒を放出し、高温でより多くの溶媒を吸収する。カチオン性モノマー（VBTAC）と、アニオン性モノマー（NaSS）、架橋剤（PEGD）によるUCST型の温度応答性ゲル（P(VBTAC/NaSS)gel）を作製して温度応答性を評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究はカチオン性・アニオン性モノマーから成るポリアンホライトゲルが示すUCST挙動と、塩種による静電相互作用の可逆組み換えを利用し、水中で温度／塩操作だけで強固に接着・容易に剥離できる機能を確立した。生体適合・無溶剤で再利用可能なため、創傷被覆材や体内パッチ、海中補修、ソフトロボットの着脱式部材など環境配慮型スマート接着技術への波及が期待され、持続可能な医療・産業基盤の構築に資する。
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