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超音波照射による超分子であるポリロタキサンの安定性と分解挙動の実験的研究

超声辐照超分子聚轮烷稳定性及分解行为的实验研究

基本信息

批准号：
25922001
负责人：
宇都宮英人
金额：
$ 0.38万
依托单位：
兵庫県立飾磨工業高等学校多
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25922001/
关键词：
超分子超音波ポリロタキサン

项目摘要

近年の目覚ましい技術革新を支え、様々な分野で利用されている機能性材料の設計はさらに注目を集めており、世界中で多くの研究報告がされている。最先端材料として注目され、一部実用化も進む材料の中にも、まだまだ未開の領域が多く存在し、その可能性は未知数である。とりわけ、超分子と呼ばれるポリロタキサンに焦点を当て、本研究は遂行された。具体的には、ソノケミストリーの概念から、超音波を超分子であるポリロタキサン希薄水溶液に照射し実験を行った。今回の実験で用いたポリロタキサンは、軸分子としてポリエチレングリコール、環状分子としてα-シクロデキストリンを主な構成成分とした。さらに、軸分子上に貫通可能である環状分子の数を化学量論的に求め、貫通率・貫通数を求めた。初めに、構成分子である、環状分子は単独でもポリロタキサン上においても、分解されずに安定である事が確認された。一方、線状高分子であるポリエチレングリコール(平均分子量20,000)は分子量約1,000程度にまで分解されることが確認された。ポリロタキサンでは、これらの環状分子におおわれていることによる遮蔽効果によって、軸分子である線状高分子のポリエチレングリコールが分解されないことが期待されたが、貫通率約30%のポリロタキサンは分解されることが確認された。合成の困難さから貫通率100%の試料の準備が不可能であった。一方、ポリロタキサンの分解には、合成段階で分解部位を導入し、それに合わせて環境を変化させる必要があったが、外部刺激により分解が可能であり、また分解部位を導入しなくても軸分子を分解できることが証明された。さらに、軸分子も低分子化されることから、これまでの末端のみからの放出に比べて、同時多発的な環状分子の放出が可能となることも容易に推測することが可能となり、新たな刺激応答材料としての可能性が示唆された。合成高分子材料の最大の欠点の一つである、分解の困難さから引き起こされる環境への影響を今回の材料を通じて改善示唆することができた。また、非接触による分解の可能性も示すことができた。最後に、用いたポリロタキサンにおいて、機能発現後の処理においての研究は未開であり、生体と環境によってそれぞれ異なる理解が必要となるが、生体適合性材料としての可能性は既報の通りであり、低環境負荷材料としての可能性が分解によって示唆された初めての報告でありさらなる研究が期待され、今後の研究報告を待ちたい。

In recent years, there have been many research reports on the development of functional materials in the world. The most cutting-edge materials are attracting attention, and among the practical and advanced materials, there are many unexplored fields, and the possibilities are unknown. This study was carried out in the presence of supramolecular molecules. The specific concept of ultrasound is to irradiate thin aqueous solutions with ultrasound. In this paper, the main component of the molecular structure is the axial molecule, the cyclic molecule and the cyclic molecule. The number of cyclic molecules on the axis may be calculated by the chemical quantity theory, and the penetration rate may be calculated by the number of penetration. First, the constituent molecules, the cyclic molecules, the independent molecules, the decomposition molecules, the stability molecules, the confirmation molecules, the decomposition molecules, the stability molecules, the stability, the stability, the A square, linear polymer (average molecular weight 20,000) molecular weight of about 1,000 degree, decomposition of the polymer is confirmed. The molecular structure of the polymer is composed of a ring and an axis. The molecular structure of the polymer is composed of a ring and an axis. The molecular structure of the polymer is composed of a ring and an axis. The molecular structure of the polymer is composed of a ring and an axis. The preparation of the sample with a penetration rate of 100% is impossible. The decomposition part of a square, a synthetic stage, and a synthetic stage are introduced, and the decomposition part of a square, a synthetic stage, and a synthetic stage are introduced. It is possible that the molecular weight of the shaft molecule is reduced, and the terminal end of the shaft molecule is released more than the end of the shaft molecule. It is easy to speculate that the possibility of a new stimulating material is shown. The greatest deficiency of synthetic polymer materials is the difficulty of decomposition, the influence of environmental factors, and the improvement of materials. The possibility of non-contact decomposition is shown. Finally, the research on the treatment after functional development has not been started, the understanding of biological and environmental differences is necessary, the possibility of bio-suitable materials is reported, the possibility of decomposition of low environmental load materials is shown, the initial report is expected, and future research reports are pending.