| 研究課題/領域番号 |
05555201
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
斉藤 正三郎 東北大学, 工学部, 教授 (00005224)
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| 研究分担者 |
片桐 英一 チッソ株式会社 開発室, 主席研究員
猪股 宏 東北大学, 工学部, 助教授 (10168479)
今野 幹男 東北大学, 工学部, 助教授 (40125547)
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| キーワード | ハイドロゲル / 体積相転移 / 熱応答性 / 疎水性相互作用 |
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| 研究概要 |
ゲルの体積相転移現象は、スイッチ機能性材料への応用が期待されているが、そのためにはゲルの膨潤挙動(転移点,膨潤度)をいかに目的に応じて制御/設計するかが重要である。
非イオン性のゲルについては、その体積相転移現象に疎水性相互作用が支配的な役割を果していることが明らかになり、架橋度あるいは界面活性剤添加(あるいは荷電基の共重合)によりある程度変化させうるとがわかった。また、ゲル構成高分子の1次構造により転移温度が変化することも分子設計論の観点からは重要な知見である。電解質ゲルについても、同様に疎水性相互作用が相転移に深く関連していることが示唆されたが、非イオン性よりも現象は複雑で、これに荷電基と対イオンとの解離平衡を考慮することが必要であることが明確となった。なお、錯形成能のある金属イオンが存在する場合には、取り扱いに留意することを明確にし、有機溶媒中で体積相転移を発現するオルガノゲルの分子設計論を確立した。
次に、理論的解析に用いたPrangeらのモデルでは実験値の定性的な傾向は表現できたが、いくつか検討課題も確認された.ひとつは相互作用エネルギーパラメータに分子量依存性があることであり,この点の解決が高分子量物質に対する推算モデルのブレイクスルーであると考える.電解質ゲルにつては、基本的には非イオン性ゲルの推算式に、荷電基と対イオン間の解離平衡を考慮することで、実験値を定性的に表現することができた。すなわち、現時点では定量的な予測には至らなかったが、最小限のデータがあれば、それを基準として目的に応じた体積相転移あるいは膨潤平衡挙動を示すゲルの分子設計がある程度可能であると考える。
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