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2014 Fiscal Year Annual Research Report

高分子最外層のナノ構造制御によるバイオ界面の構築

Research Project

Project/Area Number 12J05039
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

平田 豊章  九州大学, 工学研究院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords高分子/水界面 / 分子鎖熱運動性 / 分子鎖凝集構造 / 水構造 / 血小板粘着性
Outline of Annual Research Achievements

血液と接した環境で使用されるデバイスには、タンパク質吸着や血小板粘着を抑制するバイオイナート特性が要求される。前年度までに、水界面におけるポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)(PMEA)の運動性について、PMEAの分子量の低下とともに速くなることを見出した。しかしながら、PMEA主鎖の熱運動性に関する情報が十分でない。本年度では、誘電緩和測定に基づき水界面におけるPMEAの運動性を考察することを目的とした。
試料として、異なる3つの数平均分子量の単分散PMEAを用いた。PMEAは、湿潤環境下に静置することで含水させた。PMEAの分子鎖熱運動性は、誘電緩和測定に基づき評価した。
PMEAの誘電緩和スペクトルから主鎖(α)および側鎖(β)緩和に由来する2つのピークが観測された。α過程の緩和温度は含水率(φH2O)の増加に伴い低温側へシフトした。これは、セグメント運動が含水率とともに速くなることを示している。一方、β過程はφH2Oに依存しなかった。以前行った中性子反射率測定より、(PMEA/水)界面におけるφH2Oは56 vol%であることがわかっている。Gordon-Taylor式およびVogel-Fulcher-Tamman (VFT)式を用いて算出したφH2O = 56 vol%における室温(r.t.)におけるα過程の緩和時間(τα(r.t.))は2.9 nsであり、これはτβ(r.t.)と同程度である。この結果は、PMEAは水界面で著しく速く運動していることを示している。また、PMEAの分子量が小さいほどτα(r.t.)は小さく、運動性が活性化されることがわかる。以上の結果から、水界面においてPMEA主鎖の熱運動は低分子量体ほど活性化されており、このことが、界面近傍の水分子の凝集構造の乱雑化、ひいては、バイオイナート特性を発現する支配因子であると結論できる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Effect of Local Chain Dynamics on a Bioinert Interface2015

    • Author(s)
      Toyoaki Hirata, Hisao Matsuno, Daisuke Kawaguchi, Tomoyasu Hirai, Norifumi L. Yamada, Masaru Tanaka, and Keiji Tanaka
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 31 Pages: 3661-3667

    • DOI

      10.1021/la504163s

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Interfacial Aggregation Structure of a Bio-inert Polymer Blend in Water2015

    • Author(s)
      Toyoaki Hirata, Hisao Matsuno, Daisuke Kawaguchi, Tomoyasu Hirai, Norifumi L Yamada, Masaru Tanaka, Keiji Tanaka
    • Organizer
      2nd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
    • Place of Presentation
      オーストラリア
    • Year and Date
      2015-07-19 – 2015-07-23
  • [Presentation] 水と接触した高分子の熱運動特性と血液適合特性2015

    • Author(s)
      平田豊章, 松野寿生, 川口大輔, 平井智康, 山田悟史, 田中 賢, 田中敬二
    • Organizer
      平成27年度繊維学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-06-10 – 2015-06-12
  • [Presentation] ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)の分子鎖熱運動性とバイオイナート特性2015

    • Author(s)
      平田豊章、松野寿生、川口大輔、田中 賢、田中敬二
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [Presentation] Aggregation States and Dynamics of Bio-inert Polymer at Water Interface2014

    • Author(s)
      Hisao Matsuno, Toyoaki Hirata, Daisuke Kawaguchi, Tomoyasu Hirai, Norifumi L. Yamada, Masaru Tanaka, Keiji Tanaka
    • Organizer
      The 10th SPSJ International Polymer Conference
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2014-12-02 – 2014-12-05
  • [Presentation] 水界面における高分子の局所ダイナミクスと血液適合性2014

    • Author(s)
      平田豊章, 川口大輔, 松野寿生, 平井智康, 山田悟史, 田中 賢, 田中敬二
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26

URL: 

Published: 2016-06-01  

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