2018 Fiscal Year Annual Research Report
Design of Shape Memory Gels Using Molecular Complexes as Reversible Crosslinks and Their Molecularly Stimuli-Responsive Shape Memory Properties
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17K19163
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
宮田 隆志 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (50239414)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | ゲル / 刺激応答性ゲル / 形状記憶 / 分子集合体 / 可逆架橋 / シクロデキストリン / グルコース応答性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，一時的な形状を維持するための可逆架橋として分子複合体を利用することにより，分子刺激によって一時的形状から元の形状へと変化する分子応答性の形状記憶ゲルの設計を試みる。本年度は以下のような研究成果が得られた。
i)ビスフェノールA(BPA)に応答する形状記憶ゲルの設計：シクロデキストリン(CD)とBPAとのCD-BPA分子複合体からなる可逆架橋と架橋剤モノマーのN, N'-メチレンビスアクリルアミド(MBAA)からなる共有結合架橋との比率により，一時形状の記憶効果が大きく変化した。さらに，可逆架橋と共有結合架橋によって決定される初期形状と一時形状の2種類の安定化構造を明確にし，優れた分子応答性形状記憶ゲルを合成するための設計指針を明らかにした。
ii)グルコースに応答する形状記憶ゲルの設計：フェニルボロン酸基含有モノマー(PBA)と側鎖グルコース含有モノマー(GEMA)とからなるPBA-GEMA複合体からなる可逆架橋とMBAAからなる共有結合架橋との比率により，一時形状の記憶効果が大きく変化し，グルコースに応答した形状回復率を明らかにした。さらに可逆架橋と共有結合架橋によって決定される初期形状と一時形状の2種類の安定か構造を明確にし，優れた分子応答性形状記憶ゲルを合成するための設計指針を明らかにした。
iii)複数形状を記憶する形状記憶ゲルの設計：CD-BPA複合体とPBA-GEMA複合体を可逆架橋とする各ネットワークが相互に絡み合った相互侵入網目(IPN)ゲルの合成を試みた。現段階ではIPNゲルの合成に成功しておらず，今後も2種類の分子複合体を可逆架橋とするゲルの合成を試み，その形状記憶挙動を検討する予定である。
iv)形状記憶ゲルのセンサー応用：標的分子濃度と形状記憶率や形状回復率との関係を明らかにした。今後はこのような形状記憶システムを利用したセンサーシステムの構築を目指す。
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