単一ゲル微粒子の強靭化に基づくミクロ空間移動科学の構築

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初年度に引き続き、水溶性を示す擬ロタキサンを活用することで、新規ゲル微粒子の合成検討を実施した。この際、擬ロタキサンが重合中に構造を崩壊してしまうという課題に直面したため、重合法の全面的な見直しを行った。その結果、擬ロタキサン構造をできるだけ維持したうえで、ゲル微粒子に導入する主張を見出し、その結果、目的とするロタキサン架橋構造を有する新規ゲル微粒子の合成に成功した。更に、構造が明確なロタキサン架橋剤をゲル微粒子に導入することにも成功した。この際、ミニエマルション重合法を適用した。すなわち、微小水滴内にモノマーや架橋剤を溶解させ、ラジカル重合法を実施することでゲル微粒子を得た。一般的に、ミニエマルション重合法により得られる微粒子のサイズ分布が広いのに対し、かなり粒子径分布が狭いゲル微粒子を得ることに成功した。これらの強靭性を確かめるために、ゲル微粒子をフィルム化して力学試験を実施した。特に、一軸伸長試験を行ったところ、一般的な化学架橋を施したゲル微粒子からなるフィルムと比較し、2倍以上も破断ひずみが増加した。すなわち、強靭なゲル微粒子フィルムを作成することができた。その他にも、別の観点から、本ゲル微粒子の力学特性評価を実施した。特に、原子間力顕微鏡法を活用することで、単一ゲル微粒子の強靭性の評価を実施した。従来の化学架橋を施したゲル微粒子と比較し、本開発ゲル微粒子は、壊れにくい事が分かった。