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Novel sensing system based on morphological change in molecule-responsive gel

基于分子响应凝胶形态变化的新型传感系统

基本信息

批准号：
21K04088
负责人：
兼清泰正
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kitami Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04088/
关键词：
ゲルセンサ刺激応答エタノール導電性スイッチ計測蛍光

项目摘要

本年度は、刺激応答性ゲルの力学的強度向上を目指した検討を行った。昨年度の研究により、二層構造ゲルの層間にアルミホイルを挟み込ませる手法を開発し、エタノールに応答して湾曲度が変化するゲルに導電性を付与することに成功している。さらに、このゲルを電気回路のスウィッチング素子として活用し、エタノールセンサーのプロトタイプを作製することにも成功している。しかし、従来の方法で作製したゲルは脆く壊れ易いため、長期間の繰返し使用には不向きである。そこで、新たなゲル作製法の導入により、力学的な強度の向上を検討した。まず、ポリマーネットワークの架橋構造を化学架橋主体から物理架橋主体へと変化させるため、ゲル合成の際の主鎖モノマー濃度を上昇させる一方、架橋剤濃度を低下させた。その結果得られた二層構造ゲルは、従来と比べて破断ひずみが大幅に増大し、高いタフネス有することが明らかになった。これは、架橋剤による化学架橋の割合が減少した一方、高分子鎖の絡み合いによる物理架橋の割合が増加し、力学的変形に伴い発生する歪みをゲル全体に分散して受け止めることができるようになったためと考えられる。次に、PVA（ポリビニルアルコール）の結晶領域形成を利用したダブルネットワーク化について検討した。PVA存在下に化学架橋ゲルを作製した後、凍結-融解処理を2回繰り返した。この操作によりPVAの結晶領域が形成したことは、X線回折や赤外吸収スペクトルの測定により確認した。得られたゲルは、PVAの結晶領域を新たな架橋点とするダブルネットワーク化により、高いタフネスを有することが明らかになった。

The strength of the mechanics of stimulus response this year refers to the strength of the response. In the year of last year, we conducted a study on the operation of the two-way system, which was launched in the second half of the year, and answered the question of how to change the curve of the bay in the first place. Please do not know if the electrical circuit is used properly or that the vegetarian is not used properly or that it is successful. The method of long-term return is used for long-term return, and it is not used for long-term round-trip. The strength of mechanics is higher than that of others, and the strength of mechanics is improved. The main body of the chemical shelf, the main body of the physical shelf, the main body of the chemical shelf, the main body of the physical shelf, the main body of the physical shelf, the main body of the chemical shelf, the main body of the physical shelf, the main body of the chemical shelf, the main body of the chemical shelf, the main body of the physical shelf, the main body of the chemical shelf, the main body of the chemical shelf, the main body of the physical shelf, the main body of the chemical shelf, As a result of the results, the results show that the system is much larger than the previous one, and that there are significant differences between the two. The chemical frame is cut off, the chemical frame is cut, the chemical frame is cut, the polymer is cut, the physical frame is cut, and the shape of the physical frame is coupled with the shape of the mechanics. the shape of the frame is distorted, and the whole body is dispersed. The secondary and PVA (differential scanning electron microscopy) crystal fields are formed to make use of the information technology to change the temperature. In the presence of PVA, the chemical scaffold will be dissolved for 2 times after the chemical frame is used. The operation results in the field of PVA analysis and X-ray back-folding to determine the accuracy of the infrared absorption measurement. In the field of information management and PVA analysis, there are significant changes in the field of operation, such as the improvement of the temperature, the accuracy of the system, and the performance of the system.

项目成果

期刊论文数量（36）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

乳酸を感知して模様が変化する布地の応答特性解析

感知乳酸图案变化织物响应特性分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤里咲;兼清泰正
通讯作者：
兼清泰正

PVAダブルネットワークヒドロゲルの機械特性

PVA双网络水凝胶的力学性能

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
中山翔太;兼清泰正;石井洋己;吉田裕
通讯作者：
吉田裕

Development of a New Sportswear with a Pattern That Changes in Response to Lactic Acid in Sweat

开发一种新型运动服，其图案可响应汗液中的乳酸而变化

DOI：
10.57488/descente.44.0_16
发表时间：
2023
期刊：
DESCENTE SPORTS SCIENCE
影响因子：
0
作者：
Zhuoran Huang;Naoki Sunaguchi;Daisuke Shimao;Shu Ichihara;Tetsuya Yuasa;Masami Ando;兼清泰正
通讯作者：
兼清泰正

導電体と複合化した二層構造ゲルの変形挙動

双层凝胶与导体复合的变形行为