多重安定ゲルの微視的構造と階層性の解明

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高分子ゲルの微視的構造と階層性を解明するため、動的光散乱、粘度、小角X線および中性子散乱実験を行った。試料としては、静電相互作用および水素結合が関与するポリビニルアルコール(PVA)のイオンコンプレックス系ハイドロゲルを中心に行った。その結果、1.PVAコンゴーレッド系ゲルにおいて、毛細管粘度測定とゲル化エンタルピー測定より、特異的なゾル-ゲル-ゾル-ゲル相転移を発見した。そしてこれが分子内架橋と分子間架橋の競合により起こることを解明した(研究発表1)。2.同系の小角X線散乱および小角中性子散乱実験により、ゲル内に存在する濃度ゆらぎには時間に対して揺らぐ動的な(溶液的な)ゆらぎと静的な(固体的な)ゆらぎが存在することを確認した。またこれらゆらぎが上述の相転移と密接に関連していることを確認した(Macromoleculesに投稿中)。3.動的光散乱(DLS)装置のデータ解析装置を改良し、化学架橋PVA-ほう酸イオン系ゲルのDLS測定を行った。その結果、DLS測定により得られる協同拡散係数とゲルの膨潤/収縮より評価される巨視的拡散係数とのよい一致が膨潤および収縮ゲルのいずれについても見られた(Macromoleculesに投稿中)。