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刺激応答型ポリロタキサンの液晶形成を利用した一次元駆動型アクチュエータ

利用刺激响应聚轮烷液晶形成的一维致动器

基本信息

批准号：
15650092
负责人：
由井伸彦
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,刺激応答型ポリロタキサンが高密度に配向した液晶状態を形成する要因を明らかにし,ポリロタキサンの配向性が保持された架橋ゲルを調製することによって,外部刺激に応答したゲル変形が一次元に規定される機能の実現を目指している。本年度は、1)ポリエチレングリコール(PEG)とポリエチレンイミン(PEI)とのブロック共重合体に包接したシクロデキストリン(CD)のpHに応答した選択的脱離挙動解析、および、PEIとCDとの包接に伴うゲル化・結晶化(配向化)の調製条件、とについて推進した。PEIとPEGのブロック共重合体(PEI-block-PEG-block-PEI)をα-シクロデキストリン(α-CD)からなる包接錯体の懸濁液のpHを種々に変化させてみたところ、PEIのpKa以下になるとNMRチャートにおけるα-CD由来のピークが減少し、その減少は、PEGセグメント上に化学量論的に貫通するCD数と一致する割合のところで見られなくなった。このことは、PEIセグメント上の二級アミンがプロトン化することによってPEI鎖上に貫通していたCD分子のみが脱離したことを示しており、pHに応答してCD分子がセグメント選択的に移動することを示唆していた。また、線状PEIのpKa以下のpHにてα-もしくはγ-CDと混合するとヒドロゲルとなるが、このゲルを含む溶液の温度上昇・下降を繰り返すと、結晶状の白色沈殿となることを発見した。X線解析の結果から、カラム上にCDが配向した結晶構造であることが判明し、pHに応答したCD分子の移動に加えて、配向化した2次元構造を付与することができた。

In this study, the main reason for the formation of high density alignment liquid crystal state by stimulating the response type is to clarify, maintain the alignment of high density liquid crystal state by bridging, modulate, and indicate the realization of the function of primary element regulation by external stimulation. This year, 1) the preparation conditions of PEG, PEI, CD, crystallization (alignment), separation analysis, PEI, CD, encapsulation, and crystallization (alignment), and the promotion of polymerization. PEI and PEG block copolymer (PEI-block-PEG-block-PEI) α-cyclodextrin (α-CD) from the inclusion complex of pH species change, PEI below the NMR spectrum of α-CD origin of the decrease, decrease, PEG block on the chemical theory of the CD number and consistency of the separation. The second phase of the PEI chain is the separation of the CD molecules from the PEI chain. The pH of linear PEI below pKa is higher than that of γ-CD, and the temperature of solution containing PEI rises and falls. The results of X-ray analysis show that the CD molecules are aligned and the crystal structure is determined. The pH value of the CD molecules is determined by the addition of CD molecules and the alignment of CD molecules.