側鎖配列制御ポリマーの精密合成とシークエンス機能の創出

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H00911
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大内 誠 京都大学, 工学研究科, 教授 (90394874)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 配列 / 高分子 / 共重合 / 精密重合 / ラジカル重合 / 側鎖 / 変換 / 選択性

研究成果の概要

重合後の側鎖変換の活用や一分子付加の繰り返しによってビニルモノマー共重合体の配列を制御する手法を確立し，制御されたシークエンスが根幹構造因子となる機能を明らかにした。特に様々な側鎖置換基を有する汎用モノマー（メタクリレート，アクリルアミド，スチレンなど）の配列制御共重合体をライブラリー合成し，同組成でシークエンスの制御されていない共重合体と比較することで，シークエンスによる特性や機能を調べた。具体的には制御されたシークエンスが根幹となる温度応答性，pH応答性，接着，撥水，自己修復性，自己組織化特性，分解性などを明らかにした。

自由記述の分野

高分子化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体高分子はモノマー配列が制御された共重合体であり，配列に基づいて機能している。一方，これまでの合成高分子の合成プロセスではモノマー配列を制御するのは不可能であったが，本研究では重合後に変換できる結合を組み込んだモノマーを使うことで，様々な側鎖を有する汎用モノマー単位の配列が制御された高分子の合成を実現し，配列に基づく物性や機能を見出した。構造として全く新しい高分子を開発するのではなく，配列の制御によって特性や機能を高められる可能性が示され，これからの社会で求められる持続性と機能性を両立する材料開発に対して大きく貢献する研究成果である。