放射線による天然多糖類複合ゲルの開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K18350
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 木村 敦 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (60465979)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 天然多糖類 / イオン液体 / 放射線 / 複合材料 / 生体電極 / アクチュエーター

研究成果の概要

我々はイオン液体の活用により天然多糖類の一種であるセルロースの高濃度溶液を調製し、放射線を照射することでセルロースゲルの開発に初めて成功した。さらに、甲殻類由来のキチンゲルの作製にも成功している。しかし、セルロースゲルは力学特性に優れるが生成収率が低く、キチンゲルは生成収率が高いものの力学特性が低いため、生体電極材料への利用等の応用展開を図ることが困難であった。本研究では、各種天然多糖類を適切な割合でイオン液体に溶解して放射線を照射することで、優れた物性を有する複合ゲルの開発を目指した。その結果、低毒性かつ生体適合性を有するセルロースとキトサンを母材とした複合ゲルを開発することに成功した。

自由記述の分野

量子ビーム科学関連

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した天然多糖類複合ゲルは毒性の高い薬品を使用していないため、低毒性および人間の体に適合した材料であり、かつ高い電気伝導性、保水性、耐久性、やわらかさを有することから、埋め込み型人工筋肉などの医用ゲルアクチュエーターや生体電極ゲルに応用可能である。また、地球上に大量に存在するバイオマスでありながら加工が困難であった天然多糖類（植物由来のセルロース、甲殻類由来のキチンおよびキトサン、海藻に含まれるアルギン酸など）についても、イオン液体と放射線を組み合わせることで、容易に有用な複合材料に加工することができる。