セルロースナノクリスタル液晶の自在な階層的配向制御と機能発現

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セルロースナノクリスタル（CNC）と呼ばれるセルロースナノロッドは、セルロース成分からなるナノサイズの異方性粒子であり、一定濃度以上でコレステリック液晶性を発現することが報告されている。このCNCを用いて、複雑な内部構造を有する構造体を創出することができれば、無害・安価で高機能性を有するソフトマテリアルの創出に繋がると考え、これまで自己組織化析出（ＳＯＲＰ）法を基盤に、CNC-高分子複合粒子を調製してきた。今年度の成果として、ポリエチレングリコール（PEG）をベースとした高分子を用いてCNCとの複合化を行ったところ、球状ではなく円盤状の粒子が得られることが明らかになった。この円盤状粒子は単純な円盤状ではなく、ドーナツ状の構造をとっており、ドーナツ部分にCNCが集積し、穴の部分にPEG系高分子が存在すると考えられる。さらに、この円盤状粒子は、ドーナツ部分が強い複屈折性を示し、粒子内でCNCが配向していることを示唆している。したがって、ロッド上のCNC粒子をビルディングブロックとして用い、さらにサイズの大きい（数十ミクロンメートル）異方性粒子に組み上げることに成功した。これまでのPEG系の結果をまとめると、わずかな分子量や、分子構造の差異により、形成する粒子の内部構造、サイズが大きく変わることが明らかになった。また、同様にSORP法を用いて、温度応答性高分子やｐH応答性高分子とCNCを複合化した粒子も調製した。これらの系では、高分子の一部を架橋反応によりネットワーク化し、形状を保持できるようデザインした。