| 研究課題/領域番号 |
16K14130
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
末 信一朗 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (90206376)
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| 研究分担者 |
坂元 博昭 福井大学, テニュアトラック推進本部, 講師 (70552454)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ナノファイバー / エレクトロスピニング / カーボンナノチューブ / 分子メッキ / 分子ドメイン |
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| 研究実績の概要 |
エレクトロスピニング法により作製された高分子ナノファイバーは、ナノサイズの太さ形状特性を利用した新たな機能発現や現象の解明といった基礎研究から、触媒担体、分離技術、ドラッグデリバリーシステム、細胞工学などの応用研究まで幅広い研究がなされている。高分子ナノファイバーの分子構造へ目を向けると、ナノファイバー形成過程において、強い引張応力を受けることにより、ファイバーを構成する分子配向が変化することが、これまでに報告されてきた。研究代表者等は、原子間力顕微鏡(AFM)により、高分子ナノファイバーが牽引されたことで、ナノファイバーの長軸方向に沿って、分子ドメインが規則的に配置されることを可視化した。本申請課題では、この知見を生かし、ナノファイバー表面上に連続的に配列している20 nmの分子ドメインへ、機能を有した分子やナノ材料を修飾し、高機能繊維材料の創出を目指す。平成２９年度は、ポリウレタンナノファイバー表面へタンパク質などの生体分子や導電性の優れたカーボンナノチューブ・ナノ粒子を吸着試験した。得られた成果については、既に論文投稿し、受理されている。発表論文の代表例：Characterization of protein adsorption on stretched polyurethane nanofibers prepared by electrospinning, Y. Morita, H. Sakamoto and S. Suye, RSC Adv., 7, 56484-56488 (2017)
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２９年度は「ナノファイバー表面に生じる分子ドメイン配列を利用した機能材料の修飾」を目的に研究を行った。本研究では、ポリウレタンをナノファイバーの材料とした。ポリウレタンは相分離構造をとるが、我々は以前ナノファイバー形状にすることでポリウレタン相分離構造が、繊維軸方向に配列することを先行研究で明らかにしてきた。平成２８年度では、その構造形成のメカニズムについて明らかにするとともに、タンパク質吸着挙動の解析を行った。平成２９年度は、ポリウレタンを繊維化することにより生じる独特の構造を工学応用し、高機能繊維へ応用することを目標とした。そこで、タンパク質などの生体分子や導電性の優れたカーボンナノチューブ・ナノ粒子を吸着試験した。その結果、繊維表面上に軸方向にそってナノ材料が吸着していることを見出した。さらに、タンパク質のような生体分子の吸着評価も行った。同時に、吸着したタンパク質の構造や活性を評価したところ、ポリウレタンナノファイバーの太さによって吸着したタンパク質の構造や活性が異なることが明らかとなった。この知見については、学術論文へ投稿し、受理された。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２９年度は、ポリウレタンナノファイバーの独特の表面構造を用いた機能性分子およびナノ材料の修飾方法について検討を行った。その繊維軸方向にそって、粒子や分子が配列していることを見出した。平成３０年度はその修飾条件の更なる検討を行う。具体的には、ポリウレタンナノファイバーの形成条件をかえることで、機能性分子の吸着挙動がどのように変化するかを検討する。さらに、得られた機能化された繊維の物理化学的な特性を評価する予定である。
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