バイオベース高性能高分子からなるディンプル型微粒子の調製

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05618
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 新 史紀 岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (40723268)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 高性能高分子微粒子 / ディンプル型微粒子 / フェルラ酸

研究実績の概要

本研究ではバイオマスを原料として調製したディンプル形状を表面にもつ高性能高分子球状微粒子の調製およびその形態制御を目的としている。初年度ではそのディンプル型微粒子の形態形成機構を明らかにした。第２年度では初年度で得られた形成機構をベースにし、ディンプル型球状微粒子の形状と重合条件の関係について検討した。その結果、重合する際の濃度が高くなると微粒子表面にあるディンプルの直径が大きくなることが分かった。また、同時に球状微粒子の直径も大きくなることが分かった。これは濃度が高くなると重合初期における非架橋体オリゴマーの濃度も高くなり、それらが球状微粒子表面に多数凝集したためであると考えられる。非架橋体の凝集物は微粒子表面に付着するとそこで後重合するが、オリゴマー析出により溶液中の濃度が低下すると溶液に再溶解し、その部分がディンプルとなると考えられる。一方で、重合の際の濃度が0.5wt%以下である時にはディンプル形状が球状微粒子表面に現れなくなることも分かった。これは溶液中に存在するオリゴマー濃度が低くなるため、オリゴマー析出まで時間がかかることに加え、球状微粒子に付着する量も減るため、微粒子表面ではうまく重合が進行しないまま溶液中に再溶解すると考えられる。その結果、架橋体オリゴマーが多数析出してしまうため、非架橋体オリゴマーの生成が抑制されたと考えられる。また、ディンプル型球状微粒子の直径も重合の濃度が高くなると大きくなることが分かった。これは濃度が高いと析出するオリゴマー量が多くなるため、大きな凝集体をつくりやすいことから理解できる。上記の通り、第２年度ではディンプル型球状微粒子の形態制御が可能であることを明らかとした。

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

第２年度ではディンプル型微粒子の形態制御を目標としていた。初年度で明らかとしたディンプル形状の形成機構をもとにして形態制御の可能性を見出すことができたため。

今後の研究の推進方策

初年度ではディンプル型微粒子の形成機構を明らかにし、第２年度では形態制御の可能性を見出した。最終年度ではディンプル形状や微粒子直径だけではなく、ディンプルの深さや粗密について、また、課題としている収量を向上させるべく研究に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナの影響で旅費等の必要がなくなった。また、どうしても実験時間が例年よりも少なくなり、必要とする試薬や器具、外部での測定にかかる費用が抑制されたため。最終年度では第２年度の状況を踏まえ、まるべく時間のかからない方法を模索し、時短にも関わる部分に支出を行う。