2023 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of Mechano-Functions Based on Aquatic Functional Materials
| Project Area | Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions |
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| Project/Area Number |
19H05721
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高島 義徳 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (40379277)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松葉 豪 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (10378854)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 分子接着 / 界面物性計測 / 水圏融合材料 / 水環境合成 / 超高強度・高靭性材料 / 分子接着技術 / 応力分散性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究概要】水圏メカノ機能材料の研究目的である「材料科学」と「水の基礎科学」の融合した研究を行った。水圏材料合成と水圏材料の構造評価、さらに研究項目外と研究項目内の水圏材料の共同研究を加速させた。
【複数の可動性ネットワークとガラス状高分子の編込みによる複合化】2つの可動性ネットワークの組み合わせ、高分子の相溶性・靭性の向上を試みた。得られた複合材料は、硬さと伸びを兼ね備えた強靭性を示した。強靭化機構を大型放射光施設SPring-8にて引張試験と小角X線散乱 (SAXS) の同時測定から明らかにした。（Macromolecules 2023, 56, 4503.）
【高分子の架橋設計とセルロースの表面修飾によるセルロース複合材料の強靭化】セルロース複合材料中の高分子に独自の架橋設計を導入することで強靭化を達成した。β-シクロデキストリン(βCD)とアダマンタン(Ad)からなる可逆性架橋を有する一次ポリマーと二次直鎖ポリマーの混合物(SCP)に、クエン酸変性セルロース(CAC)を複合化させた (SCP/CAC(w))。CACの添加量w (wt%)が増加すると、SCP/CAC(w)の破断ひずみが増加した。（ACS Applied Polymer Materials 2023, 5, 10334.）
【カーボン複合可動性架橋高分子材料を用いたひずみセンシングデバイスの開発】可動性架橋高分子と導電性カーボンフィラー(KB)を複合化し、強靭性と導電性を両立することでひずみセンシング材料を作製した。指に装着した複合材料は、電気抵抗変化(ΔR/R0%)に応じて、サーボモーターが同じ動作をするリモート作動システムとなり、ロボットの遠隔操作システムへの応用が期待される(ACS Polymers Au 2023, 3, 394.)。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Structure-changeable luminescent Eu(III) complex as a human cancer grade probing system for brain tumor diagnosis2024
Author(s)
Mengfei Wang, Masaya Kono, Yusaku Yamaguchi, Jahidul Islam, Sunao Shoji, Yuichi Kitagawa, Koji Fushimi, Sora Watanabe, Go Matsuba, Akihisa Yamamoto, Motomu Tanaka, Masumi Tsuda, Shinya Tanaka, Yasuchika Hasegawa
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 14
Pages: 778
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Water-dispersible donor_acceptor_donor π-conjugated bolaamphiphiles enabling a humidity-responsive luminescence color change2024
Author(s)
Tomoya Enjou, Shimpei Goto, Qiming Liu, Fumitaka Ishiwari, Akinori Saeki, Taro Uemtasu, Yuka Ikemoto, Sora Watanabe, Go Matsuba, Kouichiro Ishibashi, Go Watanabe, Satoshi Minakata, Yoshimitsu Sagara, Youhei Takeda
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Journal Title
Chem. Commun.
Volume: 60
Pages: 3653-3656
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Tough Citric Acid-Modified Cellulose-Containing Polymer Composites with Three Components Consisting of Movable Cross-Links and Hydrogen Bonds2023
Author(s)
Junsu Park, Yuki Asaki, Yuki Fujiwara, Takuma Wada, Ryohei Ikura, Akihide Sugawara, Takashi Konishi, Go Matsuba, Yasutomo Uetsuji, Hiroshi Uyama, Yoshinori Takashima
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Journal Title
Polym. J.
Volume: 55
Pages: 1151-1164
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Leaf-Inspired Host-Guest Complexation-Dictating Supramolecular Gas Sensors2023
Author(s)
Junsu Park, Yui Sasaki, Yoshiki Ishii, Shunsuke Murayama, Kohei Ohshiro, Kengo Nishiura, Ryohei Ikura, Hiroyasu Yamaguchi, Akira Harada, Go Matsuba, Hitoshi Washizu, Tsuyoshi Minami, Yoshinori Takashima
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Journal Title
ACS Appl. Mater. Interfaces
Volume: 15
Pages: 39777-39785
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Highly Stretchable Stress-Strain Sensor from Elastomer Nanocomposites with Movable Cross-links and Ketjenblack2023
Author(s)
Ryohei Ikura, Kota Kajimoto, Junsu Park, Shunsuke Murayama, Yusei Fujiwara, Motofumi Osaki, Tomohiro Suzuki, Hidenori Shirakawa, Yujiro Kitamura, Hiroaki Takahashi, Yasumasa Ohashi, Seiji Obata, Akira Harada, Yuka Ikemoto, Yuta Nishina, Yasutomo Uetsuji, Go Matsuba, Yoshinori Takashima
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Journal Title
ACS Polymers Au
Volume: 3
Pages: 394-405
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Reversible Host-Guest Crosslinks in Supramolecular Hydrogels for On-Demand Mechanical Stimulation of Human Mesenchymal Stem Cells2023
Author(s)
Philipp Linke, Natalie Munding, Esther Kimmle, Stefan Kaufmann, Kentaro Hayashi, Masaki Nakahata, Yoshinori Takashima, Masaki Sano, Martin Bastmeyer, Thomas Holstein, Sascha Dietrich, Carsten Muller-Tidow, Akira Harada, Anthony D. Ho, Motomu Tanaka
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Journal Title
Adv. Healthcare Mater
Volume: 13
Pages: 2302607
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Fabrication of Stress-Strain Sensor from Composites with Movable Cross-links2023
Author(s)
Ryohei Ikura, Kota Kajimoto, Junsu Park, Shunsuke Murayama, Yusei Fujiwara, Motofumi Osaki, Tomohiro Suzuki, Hidenori Shirakawa, Yujiro Kitamura, Hiroaki Takahashi, Yasumasa Ohashi, Seiji Obata, Akira Harada, Yuka Ikemoto, Yuta Nishina, Yasutomo Uetsuji, Go Matsuba, Yoshinori Takashima
Organizer
The Grand Meeting MRM&ICA2023
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