刺激誘起相転移変形する高分子ゲル

刺激誘起相転移現象の普遍性をポリ(Nーイソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)水溶液の相分離を用いて明らかにし,その結果を高分子ゲルの変形の応用展開することをめざし研究をすすめている。PNIPAの側鎖ヘカリウムイオンを特異的に認識して取り込むベンゾ-18ークラウン6,プロトンに応答するマレイン酸基,ピリジル基を導入しこれらの高分子水溶液の相分離挙動を検討した。これらの官能基の導入により,カリウムイオン誘起相分離,プロトン誘起相分離が期待される。ベンゾ-18ークラウンー6を含まないPNIPA水溶液へ,カリウムイオン,ナトリウムイオン,リチウムイオン,セジウムイオンを添加しても相分離温度に変化はなく,30.5〜31.5℃において相分離を示した。しかし,クラウン基を12mol%含むPNIPA水溶液の相分離温度は添加金属イオンの種類に依存して変化し,カリウムイオンを添加していくと31.5℃から39.0℃にまで上昇することが認められた。ナトリウムイオンを添加した際には2℃の温度上昇が見られた。しかし,リチウムイオン,セシウムイオンを添加した際には相分例温度の上昇はなくわずか減少するのみであった。温度を32℃に固定した水溶液に金属イオンを添加すると,カリウムイオン,ナトリウムイオン添加の際にのみ相分離状態ー可容状態転移が誘起された。温度を37℃に固定すると,カリウムイオンのみが相転移を誘起することができた。このことは,特定の温度を設定することにより,特定のイオンにのみ応答して相転移変形する高分子系の構築が可能であることを示唆している。マレイン酸,ピリジル基を含むPNIPAも同様に,特定の温度におりて特定のプロトン濃度(pH)に応答して相転移することが認められた。

刺激誘起相転移現象の普遍性をポリ(Nーイソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)水溶液の相分離を用いて明らかにし,その結果を高分子ゲルの変形の応用展開することをめざし研究をすすめている。PNIPAの側鎖ヘカリウムイオンを特異的に認識して取り込むベンゾ-18ークラウン6,プロトンに応答するマレイン酸基,ピリジル基を導入しこれらの高分子水溶液の相分離挙動を検討した。これらの官能基の導入により,カリウムイオン誘起相分離,プロトン誘起相分離が期待される。ベンゾ-18ークラウンー6を含まないPNIPA水溶液へ,カリウムイオン,ナトリウムイオン,リチウムイオン,セジウムイオンを添加しても相分離温度に変化はなく,30.5〜31.5℃において相分離を示した。しかし,クラウン基を12mol%含むPNIPA水溶液の相分離温度は添加金属イオンの種類に依存して変化し,カリウムイオンを添加していくと31.5℃から39.0℃にまで上昇することが認められた。ナトリウムイオンを添加した際には2℃の温度上昇が見られた。しかし,リチウムイオン,セシウムイオンを添加した際には相分例温度の上昇はなくわずか減少するのみであった。温度を32℃に固定した水溶液に金属イオンを添加すると,カリウムイオン,ナトリウムイオン添加の際にのみ相分離状態ー可容状態転移が誘起された。温度を37℃に固定すると,カリウムイオンのみが相転移を誘起することができた。このことは,特定の温度を設定することにより,特定のイオンにのみ応答して相転移変形する高分子系の構築が可能であることを示唆している。マレイン酸,ピリジル基を含むPNIPAも同様に,特定の温度におりて特定のプロトン濃度(pH)に応答して相転移することが認められた。