高速駆動・高耐久性を有するハイバーブランチゲルの創製

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19850005
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 早稲田大学 (2008); 山梨大学 (2007)
• 研究代表者: 原 雄介 早稲田大学, 先端科学・健康医療融合研究機構, 講師 (90452135)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 高分子ゲル / アクチュエータ / 人工筋肉

研究概要

本研究は、ソフト&ウェットな性質を有する高分子ゲルの分子構造を空間的にデザインすることによって、アクチュエーターとしての機能として望まれている高速駆動・高耐久性を実現することを目標とする。本研究では、ゲルの分子構造を空間的にデザインするという新しい着想を用いて、高速・高耐久性を有する新規高分子ゲルアクチュエーターを実現することを目指した。さらに、本提案ゲルの物理化学的諸物性を明らかにすることで、そのメカニズムを明らかとすることも目的としていた。

研究成果

• [雑誌論文] Control of Autonomous Swelling-Deswelling Behavior for a Polymer Gel (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamaru, S. Maeda, Y. Hara* and S. Hashimoto
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. B 113(14) ページ: 4609-4613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-oscillating polymer fueled by organic acid (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hara and R. Yoshida
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B, 112(29) ページ: 8427-8429
  • 査読あり
• [雑誌論文] A viscosity self-oscillation of polymer solution induced by the BZ reaction under acid-free condition (2008)
  • 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] A Biomorphic Origami Actuator Fabricated by Folding a Conducting Paper (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Okuzaki, T. Saido, H. Suzuki, Y. Hara, H. Yan
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser. 127 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of High-strength Gel Film and Their Electromechanical Properties (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ozawa, Y. Hara, H. Yan, H. Okuzaki
  • 雑誌名: Kobunshi Ronbunshu 65 ページ: 653-657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Self-Oscillating Gel Actuators for aiming at Chemical Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 雑誌名: Kobunshi Ronbunshu 65 ページ: 634-640
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-oscillating gel for Chemical Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida and S. Hashimoto
  • 雑誌名: Advanced Robotics 22 ページ: 1329-1342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peristaltic Motion of Polymer Gels (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida and S. Hashimoto
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 120 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of the dynamic motion of a gel actuator driven by the Belousov-Zhabotinsky reaction (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 雑誌名: Marcomol. Rapid Commun. 29(5) ページ: 401-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micrometer-scaled Channel Lengths of Organic Field-effect Transistors Patterned by Using PEDOT/PSS Microfibers (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yan, T. Kagata, Y. Mori, Y. Harashina, Y. Hara, H. Okuzaki
  • 雑誌名: Chemistry Letters 37(1) ページ: 44-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conducting Nanofiber Yarns Fabricated by Electrospininng (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Okuzaki, T. Takahashi, Y. Hara, Y. Hu
  • 雑誌名: SEN'I GAKKAISHI 64(1) ページ: 14-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unique Shapes and Film Surface of Conductive Polymers Induced by Electrical Ways (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yan, Y. Hara, H. Okuzaki
  • 雑誌名: Kobunshi Ronbunshu 65 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uniaxially Aligned Carbon Nanofibers Derived From Electrospun Precursor Yarns (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Okuzaki, T. Takahashi, Y. Hara, H. Yan
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science Part B : Polymer Physics 46(3) ページ: 305-310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-walking gel (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, T. Sakai, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 雑誌名: Adv. Mater. 21(19) ページ: 3480-3484
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plastic Shottky Barriers Fabricated by a Line Patterning Technology (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yan, S. Endo, Y. Hara, H. Okuzaki
  • 雑誌名: Chemistry Letters 36(8) ページ: 986-987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical robot-Design of self-walking gel- (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 雑誌名: Proc. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS 2007) ページ: 2150-2155
  • 査読あり
• [学会発表] UV照射により調製したアクリル系高分子ゲルの炭素化挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐々木祥太、宮嶋尚、桑原哲夫、原雄介、前田真吾、橋本周司
  • 学会等名: 第35回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] 自ら駆動するゲルロボットの創製とその機能制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原雄介、前田真吾、吉田亮、橋本周司
  • 学会等名: 第61回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 心筋を模倣した新規自励振動型高分子と自励粘性振動の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原雄介、前田真吾、吉田亮、橋本周司
  • 学会等名: 日本化学会第2回関東支部大会
  • 発表場所: 群馬大学
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Development of novel soft actuator aimed at achieving chemical robot (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hara, S. Maeda, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 学会等名: AsMew International Symposium
  • 発表場所: Waseda Univ., Japan
  • 年月日: 20080827-29
• [学会発表] Novel self-oscillating polymer system fueled by organic acid and analysis of viscosity self-oscillation (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hara, S. Maeda, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 学会等名: AsMew International Symposium
  • 発表場所: Waseda Univ., Japan
  • 年月日: 20080827-29
• [学会発表] 高強度薄膜ゲルの合成と電場応答特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小澤啓二、原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 20080500
• [学会発表] PNIPAM共重合体の温度応〓特性とエレクトロスピニングによるナノファイバー化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林慶子、松尾恵里、原雄介、厳虎、入山裕、奥崎秀典
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 20080500
• [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: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 20080500
• [学会発表] 高分子マイクロファイバーを用いた有機トランジスタのチャネルパターン作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加賀田翼、原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 20080500
• [学会発表] PEDOT/PSSコロイド溶液より作製した導電性ナノ薄膜 (2008)
  • 著者名/発表者名: 厳虎、有馬進、森雄作、賀田翼、佐藤浩、原雄介、奥崎秀典
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 20080500
• [学会発表] Design of the dynamic motion of Self-oscillating gel (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 学会等名: The 235th ACS National Meeting
  • 発表場所: New Orleans, LA.
  • 年月日: 20080406-10
• [学会発表] Design of self-oscillating polymer and gel for biomimetic materials (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Yoshida, M. Kinoshita1, T. Sakai, Y. Hara, S. Maeda, S. Hashimoto
  • 学会等名: The 235th ACS National Meeting
  • 発表場所: New Orleans, LA.
  • 年月日: 20080406-10
• [学会発表] PNIPAM共重合体の温度相転移における疎水基の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松尾恵里、小林慶子、入山裕、原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 高分子マイクファイバーを用いた有機トランジスタのチャネルパターン作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 厳虎、加賀田翼、原雄介、奥崎秀典
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 高温で駆動する新規自励振動ゲルの創製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中丸啓, 前田真吾, 原雄介, 吉田亮, 橋本周司
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 表面改質手法を用いたゲルの接着性制御に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部秀和, 前田真吾, 原雄介, 橋本周司
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] Design and functional control of a molecular Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Hara, S. Maeda, S. Hashimoto
  • 学会等名: Workshop on Biomedical Science Engineering
  • 発表場所: Waseda Univ., Japan
  • 年月日: 2008-10-10
• [学会発表] BZ反応を蠕動運動に変換する高分子ゲルアクチュエーターの設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 前田真吾, 原雄介, 吉田亮, 橋本周司
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 20071200
• [学会発表] Micrometer-Scaled Channel Length of OFETs Patterned by Using PEDOT/PSS Microfibers (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yan, T. Kagata, Y. Mori, Y. Harashina, Y. Hara, H. Okuzaki
  • 学会等名: Singapore International Chemistry Conference 5(SICC-5)& Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separation and Analysis(APCE2007)
  • 発表場所: Syngapore
  • 年月日: 20071200
• [学会発表] Electrically Driven Paper Actuators using Conducting Polymers (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Okuzaki, Y. Hara, and H. Yan
  • 学会等名: 4th World Congress on Biomimetics, Artificial Muscles and Nao-Bio
  • 発表場所: Cartagena, Spain
  • 年月日: 20071106-09
• [学会発表] 高導電性高分子のマイクロファイバー化と電気・力学特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原科裕子、原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 平成19年度繊維学会秋季研究発表
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 20071000
• [学会発表] エレクトロスピニングによる温度応答性ナノファイバーの創製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原雄介、小林慶子、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: ゲルワークショップイン名古屋
  • 発表場所: KKRホテル名古屋
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] エレクトロスピニングによるナノファイバーゲルの創製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原雄介、小林慶子、小澤啓二、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 導電性高分子マイクロファイバーを用いる有機トランジスタのチャネルパターンニング (2007)
  • 著者名/発表者名: 厳虎、加賀田翼、原科裕子、原雄介、奥崎秀典
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] PEDOT/PSSフィルムの高次構造と電気力学特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森雄作、加賀田翼、有馬進、佐藤浩、原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] PEDOT/PSSのマイクロファイバー化と導電特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原科裕子、原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 20070900
• [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 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木下真玲央、原雄介、酒井崇匡、前田真吾、橋本周司、吉田亮
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] PEDOT/PSSの高次構造と電気特性における溶媒効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 有馬進、佐藤浩、加賀田翼、森雄作、原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] Molecular design and function of novel self-oscillating polymer under biological condition and analysis of viscosity self-oscillation (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hara, R. Yoshida
  • 学会等名: ISSP International WorkshopThe 7th Gel Symposium(GelSympo 2007)
  • 発表場所: The University of Tokyo, Japan(173-174)
  • 年月日: 20070800
• [学会発表] Self-Walking Gel (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto
  • 学会等名: ISSP International WorkshopThe 7th Gel Symposium(GelSympo 2007)
  • 発表場所: The University of Tokyo, Japan(175-176)
  • 年月日: 20070800
• [学会発表] Non-woven Fabric of PNIPAM Nanofibers fabricated by Electrospinning (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kobayashi, Y. Hara, H. Yan, H. Okuzaki
  • 学会等名: ISSP International WorkshopThe 7th Gel Symposium(GelSympo 2007)
  • 発表場所: The University of Tokyo, Japan(79-80)
  • 年月日: 20070800
• [学会発表] Plastic Shottky Diodes Fabricated by a Line Patterning Method (2007)
  • 著者名/発表者名: Hu Yan, Shunsuke Endo, Yusuke Hara, and Hidenori Okuzaki
  • 学会等名: 12th IUPAC International Symposium on Macromolecular Complexes(MMC-12)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 20070800
• [学会発表] Non-woven Fabric of PNIPAM Nanofibers fabricated by Electrospinning (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kobayashi, Y. Hara, H. Yan, H. Okuzaki
  • 学会等名: International Nanofiber Symposium, Tokyo Institute of Technology
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20070600
• [学会発表] 生体環境下で駆動する新規自励振動型高分子の機能と自励粘性振動の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原雄介, 吉田亮
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20070500
• [学会発表] 新規自律歩行型ケミカルアクチュエータの設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 前田真吾, 原雄介, 吉田亮, 橋本周司
  • 学会等名: 第56回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 20070500
• [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 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木下真玲央、前田真吾、橋本周司、原雄介、酒井崇匡、吉田亮
  • 学会等名: 第19回高分子ゲル研究討論会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
  • 年月日: 20070300
• [学会発表] 新規アクチュエーター創製のための分子設計とその機能制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原雄介
  • 学会等名: 第7回広域物性研究会最若手会((Oral)【金梟賞受賞(最優秀発表賞)】)
  • 年月日: 2007-09-08
• [図書] 最新導電性高分子全集~高導電率化/経時変化の制御/汎用有機溶媒への溶解性向上~, 第5節レーザープリンターを用いた導電性高分子のパターニングとデバイス化
  • 著者名/発表者名: 奥崎秀典, 原雄介, 加賀田翼
  • 総ページ数: 228-238
  • 出版者: 技術情報協会
• [備考] The 14th International Symposium on Recent Advances in Drug Delivery Systems Poster Award【2009年2月】「Self-Oscillating Gel as Novel Biomimetic Materials」
• [備考] 財団法人 国際科学技術財団研究助成【2008年12月】「高速応答・高耐久性を有する新規ドラッグデリバリーシステムの構築とその実用化検討」
• [備考] 財団法人 泉科学技術振興財団研究助成【2008年10月】「分子構造が三次元的に空間デザインされた新規機能性ゲルの創製」
• [備考] 第61回コロイドおよび界面化学討論会ポスター賞受賞【2008年9月】「自ら駆動するゲルロボットの創製とその機能制御」
• [備考] 財団法人 池谷科学技術振興財団研究助成【2008年4月】「分子構造の3次元的デザイン手法を用いた新規アクチュエーターの創製」
• [備考] IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS 2007)【2007年10月】Hewlett-Packard Most Innovative Paper Award「Chemical robot -Design of self-walking gel-」
• [備考] 第7回広域物性研究会最若手会 金梟賞受賞(最優秀発表賞)【2007年9月】「新規アクチュエーター創製のための分子設計とその機能制御」
• [備考] 第18回テレビ山梨サイエンス振興基金テレビ山梨厚生文化事業団 研究助成【2007年8月】「物理的相互作用を用いた高分子ゲルアクチュエーターの3次元的駆動デザイン手法の確立」
• [備考] ISSP International WorkshopThe 7th Gel Symposium(GelSympo 2007)Poster Award【2007年8月】「Self-Walking Gel」
• [産業財産権] 温度応答性を有する高分子ファイバーおよび不織布、並びにその製造方法
  • 発明者名: 原雄介、厳虎、奥崎秀典
  • 産業財産権番号: 特願2007-228385,PCT/JP2008/65740