高誘電率バイオプラスチックスの創世及び高周波特性に関する研究

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生体高分子のゲル化、ガラス化及び今回申請者が初めて観測した結晶化といった物性変化の研究は、医学・生物学と物理学の境界領域であり、光工学分野においてはガラスの硬さ及び透明さを利用して、新光学ガラス素材としての応用等、今後非常に有効かつ、“地球に優しい"エコロジカルマテリアルとして大変重要である。従って、最もポピュラーな生体高分子の一つである卵白について、ゲル化・ガラス化・結晶化という転移現象において種々の物性の時間分解観察を行った。その結果、ゲル化過程においては、加熱処理中に急激に圧力を印加することにより、いったんゲルクラスターの解離現象がみられその後、急激にゲル化が進行するということを見出した。また、適度な加圧処理はゲル化の進行を妨げる方向にはたらくということも見出した。次に、ゲルからガラスへの転移過程においては、動的粘弾性実験及び高エネルギー物理学研究所においての時間分解放射光小角散乱実験を行い、弾性率は時間とともに増大するが、ゲルクラスターサイズは減少すること、さらに転移途中で損失率がピークを持つということを明らかにした。この現象は、横軸を温度軸にとった場合の通常の高分子のガラス転移と非常に良く対応していた。時間軸と熱量との対応は未だ明らかではないが、生体ガラスも通常の高分子と同様な解析が可能であると考えられる。また、結晶化については、同様な時間分解小角散乱実験により、卵白生体ガラスは熱処理により一軸配向するということが示差された。