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2008 年度 実績報告書

光メカニカル機能を持つ時空間高分子材料の創成

計画研究

研究領域フォトクロミズムの攻究とメカニカル機能の創出
研究課題/領域番号 19050002
研究機関東京大学

研究代表者

吉田 亮  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (80256495)

キーワードフォトクロミズム / 高分子ゲル / 振動反応 / 機能性表面 / アクチュエータ
研究概要

これまでにフォトクロミック部位を導入した自励振動高分子を新たに合成し、光応答性の評価を行った。N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)、BZ反応の金属触媒であるルテニウムビピリジン錯体(Ru(bpy)_3^<2+>)モノマー、光照射により開環/閉環異性化するスピロピラン残基を有するacrylated spirobenzopyran(Sp)モノマーをラジカル重合し、三元系高分子(poly(NIPAAm-co-Ru(bpy)_3-co-Sp))を合成した。次に、pHの異なる高分子水溶液を調製し、定温条件下で400-440nmの光照射前後におけるUV-Vis吸収スペクトル変化を測定した。さらに高分子溶液を一定速度で昇温させながら透過率変化を測定し、光照射前後におけるLCST変化を調べた。合成した高分子水溶液は、酸性条件が強くなるほど開環体のメロシアニン(Mc)の吸収ピーク(422nm)が強く現れていることが確認された。また400-440nmの青色光照射後、Mcから閉環体であるSpへの異性化によりMcの吸収ピークの減少、およびSpの吸収ピーク(530nm)の増加が見られた。同時に溶解していた高分子が光照射により不溶化し沈殿していることが確認された。これはMcからSpへの速やかな光異性化に伴い高分子の電荷量が減少し、一定温度下において高分子鎖の溶解性が変化したためである。次に暗所下で吸収スペクトル変化を測定すると、SpからMcへの異性化が確認された。さらにBZ反応が生起するために必要な強酸性環境下においてポリマー溶液の透過率変化を測定した。光照射により相転移温度が低温側にシフトし、このことから、高分子ゲルの自励振動を光制御することが可能であると示唆された。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Photoregulated wormlike motion of a gel2008

    • 著者名/発表者名
      S. Shinohara, T. Seki, T. Sakai, R. Yoshida and Y. Takeoka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 47

      ページ: 9039-9043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of initial substrate concentration of the Belousov-Zhabotinsky reaction on self-oscillation for microgel system2008

    • 著者名/発表者名
      D. Suzuki and R. Yoshida
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 112

      ページ: 12618-12624

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical and optical control of peristaltic actuator based on self-oscillating porous gel2008

    • 著者名/発表者名
      S. Shinohara, T. Seki, T. Sakai, R. Yoshida and Y. Takeoka
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      ページ: 4735-4737

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal control of self-oscillation for microgels by cross-linking network structure2008

    • 著者名/発表者名
      D. Suzuki and R. Yoshida
    • 雑誌名

      Macromolecules 41

      ページ: 5830-5838

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-oscillating polymer fueled by organic acid2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hara and R. Yoshida
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 112

      ページ: 8427-8429

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peristaltic motion of polymer gels2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida and S. Hashimoto
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 47

      ページ: 6690-6693

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and fabrication of a high-strength hydrogel with ideally homogeneous network structure from tetrahedron-like macromonomers2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai, T. Matsunaga, Y. Yamamoto, C. Ito, R. Yoshida, S. Suzuki, N. Sasaki, M. Shibayama and U. Chung
    • 雑誌名

      Macromolecules 41

      ページ: 5379-5384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A viscosity self-oscillation of polymer solution induced by the BZ reaction under acid-free condition2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hara and R. Yoshida
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys 128

      ページ: 224904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shrinking behavior of surfactant-grafted thermosensitive gels and the mechanism of rapid shrinking2008

    • 著者名/発表者名
      K. Okeyoshi, T. Abe, Y. Noguchi, H. Furukawa and R. Yoshida
    • 雑誌名

      Macromol Rapid Commun 29

      ページ: 897-903

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-oscillating polymer and gels as novel biomimetic materials2008

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshida
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn 81

      ページ: 676-688

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 化学ロボットの実現を目指した自励振動ゲルアクチュエータの創製2008

    • 著者名/発表者名
      前田真吾、原雄介、吉田亮、橋本周司
    • 雑誌名

      高分子論文集 65

      ページ: 634-640

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-oscillating gel actuator for chemical robotics2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maeda, Y. Hara, R, Ybshida and S. Hashimoto
    • 雑誌名

      Advanced Robotics 22

      ページ: 1329-1342

    • 査読あり
  • [学会発表] Self-oscillating gels as novel biomimetic materials2009

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshida, T. Sakai, Y. Hara, S. Maeda, S. Hashimoto, D. Suzuki and Y. Murase
    • 学会等名
      14th International Symposium on Recent Advances in Drug Delivery Systems
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 年月日
      20090215-18
  • [学会発表] コロイド分散系の周期的時空間構造制御によるレオロジー挙動の検討2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介、谷ロー、吉田亮
    • 学会等名
      第20回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20090114-15
  • [学会発表] フォトクロミズムによる自励振動ゲルの光制御2009

    • 著者名/発表者名
      山本達也、吉田亮
    • 学会等名
      第20回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20090114-15
  • [学会発表] 自励振動ゲルの蠕動運動を利用した新規物質輸送表面の創製2009

    • 著者名/発表者名
      村瀬陽子、竹島怜爾、吉田亮
    • 学会等名
      第20回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      20090114-15
  • [学会発表] Design of mass transport surface using self-oscillating gel2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Murase, R. Takeshima and R. Yoshida
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008 (IUMRS-ICA2008)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20081209-13
  • [学会発表] Control of spatio-temporal structure for polymer microgel toward advanced functional materials2008

    • 著者名/発表者名
      D. Suzuki and R. Yoshida
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008(IUMRS-ICA2008)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20081209-13
  • [学会発表] Self-oscillating gels as smart materials2008

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshida
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008(IUMRS-ICA2008)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20081209-13
  • [学会発表] 高機能材料を目指した高分子微粒子の時空間構造制御2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介、吉田亮
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      20080924-26
  • [学会発表] 自励振動ゲルの蠕動運動を利用した新規物質輸送表面の創製2008

    • 著者名/発表者名
      村瀬陽子、竹島怜爾、前田真吾、橋本周司、吉田亮
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      20080924-26
  • [学会発表] 自励振動ゲルの生体環境下での機能発現の試み2008

    • 著者名/発表者名
      木下真玲央、原雄介、吉田亮
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      20080924-26
  • [学会発表] フォトクロミズムによる自励振動ゲルの光制御2008

    • 著者名/発表者名
      山本達也、吉田亮
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      20080924-26
  • [学会発表] Self-oscillating gel as smart materials2008

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshida
    • 学会等名
      Third International Conference Smart Materials, Structures & Systems(CIMTEC)
    • 発表場所
      Sicily, Italy
    • 年月日
      20080608-13
  • [学会発表] 生体環境下での駆動を目指した自励振動ゲルの設計と機能制御2008

    • 著者名/発表者名
      木下真玲央、酒井崇匡、原雄介、前田真吾、橋本周司、吉田亮
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20080528-30
  • [学会発表] 自励振動高分子を用いた新規物質輸送表面の創製2008

    • 著者名/発表者名
      村瀬陽子、前田真吾、橋本周司、吉田亮
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20080528-30
  • [学会発表] 時空間機能を有したゲル微粒子の創製と機能評価2008

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介、吉田亮
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20080528-30
  • [学会発表] Design of self-oscillating polymer and gel for biomimetic materials2008

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshida, M. Kinoshita, T. Sakai, Y. Hara, S. Maeda, S. Hashimoto
    • 学会等名
      235th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      New Oeleans, USA
    • 年月日
      20080406-10
  • [学会発表] Synthesis and characterization of self-oscilllating microgel particles2008

    • 著者名/発表者名
      D. Suzuki and R. Yoshida
    • 学会等名
      235th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      New Oeleans, USA
    • 年月日
      20080406-10
  • [学会発表] Design of functional surfaces using self-oscillating gels2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Murase, T. Sakai, S. Maeda and R. Yoshida
    • 学会等名
      235th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      New Oeleans, USA
    • 年月日
      20080406-10
  • [学会発表] Design of the dynamic motion of self-oscillating gel, 235th American Chemical Society National Meeting & Exposition2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida and S. Hashimoto
    • 学会等名
      235th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      New Oeleans, USA
    • 年月日
      20080406-10

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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