| 研究課題/領域番号 |
18KK0142
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
高藤 誠 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (50332086)
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| 研究分担者 |
龍 直哉 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), その他部局等, 研究主任 (90743641)
伊原 博隆 沖縄工業高等専門学校, その他部局等, 校長 (10151648)
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| 研究期間 (年度) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| キーワード | マイクロ粒子 / ナノ粒子 / ディンプル構造 / 閉鎖性空間 / コアシェル粒子 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ボトムアップ的手法を利用してマイクロ粒子界面にナノ・サブミクロンサイズの閉鎖性ポッド空間を創成するとともに、ポッド空間へのナノ粒子や巨大分子の格納、保持、放出挙動ならびに空間内部の物質拡散性や反応性の解明を目的とし、ポッド内部の空間構造、界面構造を制御することでポッド内部に特異的環境場を創出することを目指した研究開発を実施している。これまで、ポリマーマイクロ粒子界面へのナノサイズからサブミクロンサイズの閉鎖性空間（ポッド）の作製し、ポッド空間内部への、無機ナノ粒子の取込み（格納）および蛍光色素分子のトラップ（吸着）について検討し、ポッドサイズよりも小さいナノ粒子の格納や閉鎖性ポッド空間内部への蛍光性色素分子の取り込みが可能であることを確認している。ポッド空間を形成させる過程において、異なるサイズのナノシリカ粒子を界面集積したコアシェル粒子は、ナノシリカ粒子のサイズや充填密度に応じた可視光反射能を示し、ポリマー粒子と比較して可視光反射強度が高く、紫外光に対して可視光を選択的に反射することを見出した。さらに、ポッド空間内部に格納した物質の保持・放出を可能にするゲート機能をポッド開口部に付与するためのポリマーネットワークハイドロゲルの評価とゲル特性の自在制御技術の確立、ポッド空間内部に埋め込むための機能性ナノ粒子の作製、ポリマーマイクロ粒子内部でのナノシリカの生成およびシリカ表面への化学修飾による官能基の導入を実現した。
今年度の研究成果は、国際学術誌に3報掲載済みであり、6件の国際学術会議における講演・発表、また8件国内学会における発表を行った。12件の発表は、若手研究者、大学院生によるものである。また、本研究を通して、若手博士研究員が海外特別研究員に採択され、共同研究相手であるボルドー大学へ研究留学する機会を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では、これまでに界面に閉鎖性ポッドをもつポリマーマイクロ粒子の作製および界面ポッド構造の制御を行ってきた。ポッド空間内部の機能を評価するために、無機ナノ粒子の取込み（格納）および蛍光色素分子のトラップ（吸着）について検討し、ポッドサイズよりも小さいナノ粒子の格納や閉鎖性ポッド空間内部への蛍光性色素分子の取り込みが可能であることを確認した。また、ゲート機能をポッド開口部に付与するためのポリマーネットワークハイドロゲルの合成を行い、反応性ポリマーをナノシリカで架橋することでゲル化させるシステムを構築するとともに、ゲル特性を自在に制御する技術を確立するとともに、研究課程で見出された現象や機能について、より詳細な検討を行ってきた。一方で、ポッド内部の空間を利用した機能開発について十分に実施できていない。海外共同研究先であるボルドー大学の研究チームとの議論、また評価や制御に関する技術に関する打合せが実現していないことが、大きな要因の一つである。次年度まで期間を延長し、共同研究先への訪問を実現するとともに、評価方法、評価技術の議論を行い、研究目的の達成を目指す。
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| 今後の研究の推進方策 |
共同研究成果の学術誌への投稿、学術会議での発表を進める計画であり、そのために必要なデータを追加する。また、これまでに得られた技術や成果をもとに、ポッド空間の機能化について評価を進める計画であり、海外共同研究者であるフランス国立科学研究センター（ボルドー大学、フランス）のR. Oda博士と具体的な評価方法、評価技術を議論し、研究目的の実現を目指す。また、共同研究成果の学術誌への投稿、学術会議での発表を進める計画である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
共同研究相手であるボルドー大学・フランス国立科学研究センターのReiko ODA氏の研究グループを訪問し、ポリマーマイクロ粒子表面のポッド空間の機能化ならびに評価技術について議論する計画であったが、コロナ禍により渡航を断念し、次年度に議論と評価を進めることとした。また、コロイド、粒子関連の国際会議での研究成果報告ならびに関連分野の情報収集を予定していたが、国際会議が限定的にリモートで開催されたため、次年度に実施を延期した。次年度は、これらの旅費を中心として、使用を計画する。
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