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水分解反応を駆動力として自走する高分子マイクロチューブモーターの合成

以水分解反应为驱动力的自驱动聚合物微管电机的合成

基本信息

批准号：
21K14685
负责人：
加藤遼
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14685/
关键词：
マイクロチューブ光重合自走能光触媒

项目摘要

自走する（自身の動力で動く）マイクロチューブモーターが、バイオメディカルやマイクロロボティクス分野において大きな注目を集めている。本研究は、多孔性ポリカーボネイト膜を用いた鋳型内光ラジカル重合により、均質な高分子マイクロチューブを合成し、それを“水分解反応で自走するマイクロチューブモーター”として完成することを目的としている。本年度は、“鋳型内光ラジカル重合法”により合成した高分子マイクロチューブの内孔表面に光触媒を固定し、令和４年度の目標であった光触媒修飾高分子マイクロチューブを合成した。具体的には、架橋重合された高分子マイクロチューブの内孔表面に接着層としてポリ(L-アルギニン)を修飾することで、光触媒である酸化チタンナノ粒子を密度高く内孔表面に吸着・固定した。得られたチューブの構造は走査型電子顕微鏡（FE-SEM）、透過型電子顕微鏡（TEM）、動的光散乱法（DLS）により定量的に評価した。また、外表面をポリ(L-アルギニン)で修飾した高分子マイクロチューブを前駆体とし、外表面に酸化チタンナノ粒子、内孔表面に白金ナノ粒子を修飾した光触媒/白金マイクロチューブの合成にも成功した。このマイクロチューブは過酸化水素水溶液中で酸素バブルを噴出しながら自走した。さらに、光触媒/白金マイクロチューブは光照射下でメチレンブルーやアゾ基を有するオレンジⅡなどの有機色素を効率よく分解し、自己攪拌型の光触媒として機能することが実証された。

Self-driving (self-driving): In this study, porous polymer films were synthesized by photocoagulation and homogeneous polymer films, and the aim of this study was to achieve the goal of "water decomposition and self-propagation." This year, the photocatalyst was immobilized on the inner pore surface of the polymer maikuro, which was synthesized by the "-shaped internal light laser recombination method", and the photocatalyst modified polymer maikuro was synthesized in accordance with the goal of the fourth year of the order. Specifically, the bridge layer of the polymer layer on the inner surface of the polymer layer is modified by the photocatalyst layer, and the photocatalyst layer is adsorbed and fixed on the inner surface of the polymer layer. Quantitative evaluation of the structure obtained by FE-SEM, TEM and DLS The outer surface of the catalyst is modified by the catalyst particles. The acid in the aqueous solution of hydrochloric acid is not removed. In addition, the photocatalyst/platinum gelatin can efficiently decompose organic pigments such as gelatin and gelatin under light irradiation, and its self-mixing photocatalyst and functions are proven.