| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05235
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪電気通信大学 |
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研究代表者 |
森田 成昭 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (20388739)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 赤外分光 / ケモメトリックス / バイオマテリアル / 水和構造 / 含水高分子 / 量子化学計算 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究において，血流程度の流れと接したバイオマテリアルの水和構造を官能基レベルで理解することに挑戦する．そのためにin situ ATR-IR法を改良して，流れと接したバイオマテリアルの赤外スペクトルを偏光測定できるようにする．これにより，材料と接しているバルク流体の信号を避け，水和している水分子と水和されている高分子鎖の信号を選択的に高感度に得ることができる．また，得られるスペクトルデータを機械学習や量子化学計算によって緻密に解析し，分子構造の詳細な情報を的確に抽出することを試みる．
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，血流程度の流れと接したバイオマテリアルの水和構造を官能基レベルで理解することである．そのために，in situ ATR-IR法を改良して，流れと接したバイオマテリアルの赤外スペクトルを偏光測定できるようにした．前年度までの研究で，抗血栓性に優れたバイオマテリアルであるpoly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA) を試料として用いたときに，PMEAの水和水が流れの影響を受けて脱水和を起こし，水和構造を変化させていることを発見した．そこで今年度は，得られた偏光スペクトルを詳細に解析し，分子レベルでの構造変化を考察した．これにより，PMEAの水和構造に重要な役割を果す側鎖が流れの影響を受けて，僅かに分子配向を示すことが示唆された．また，双性イオン性基を有する抗血栓性バイオマテリアルである2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) 共重合体を試料として用いたときには，PMEAとは異なり，流れと接することによる顕著な脱水和が観測されず，MPC共重合体における双性イオン性基の特異性が示唆された．これらの研究成果は，以前に行った電解質水溶液を用いた実験結果 (S. Morita, et al., Langmuir, 30, 10698, (2014).) と類似しており，同じ抗血栓性を示すバイオマテリアルであっても，中性のPMEAと双性イオン性のMPC共重合体では材料機能の発現機構が異なることが示唆された．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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