ミクロとマクロな視点からの両親媒性高分子ゲルの構造と分子運動の解析

从微观和宏观角度分析两亲性聚合物凝胶的结构和分子运动

• 批准号: 06750915
• 负责人: 安永 秀計
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750915/
• 关键词: 高分子ゲル; 両親媒性; 構造形成; 疎水性; 形状記憶性

従来特定の構造をもたないアモルファスなものがほとんどであった合成高分子ゲルが規則的な構造をとれば、生体にみられるゲルのように物質・エネルギー・情報の輸送・変換・貯蔵を高効率で遂行できるようになると考えられる。本研究の目的は、疎水性官能基と親水性官能基を同時に導入して両親媒性高分子ゲルを合成し、規則的な構造の形成を試みるとともに、モノマー組成・温度などの条件とゲルの構造・分子運動の関係を動的に解析することである。親水性モノマーであるアクリル酸(AA)と疎水性を示すアクリル酸ステアリル(SA)を共重合して両親媒性ゲルを合成し、その構造解析を行なうとともにモノマーの共重合組成比F(F=[SA]/[SA]+[AA])を系統的に変え、規則的な構造の形成条件を調べた。その結果、ポリ(アクリル酸-アクリル酸ステアリル)共重合(poly(SA-co-AA))ゲルはF≧0.15で規則的な構造をとり、広角および小角X線回折測定からF=0.25では0.40と5.88nmの面間隔をもつことがわかった。これは、それぞれ側鎖の長鎖ステアリルエステル基がβ構造をとって配列した構造と主鎖間の間隔に対応すると考えられる。また、このゲルは、昇温時には約50℃に降温時には約40℃に転移点をもって可逆的な構造の秩序-無秩序を起こし、そのミクロな構造転移にともなってマクロな力学特性であるヤング率が100倍も変化することが明らかとなった。さらにゲルはこの秩序-無秩序転移に基づいた形状記憶性を示すことがわかった。

如果以前没有特定结构的无定形的合成聚合物凝胶具有规则结构，将能够像在生物体中发现的凝胶一样，以高效的材料，能量和信息的运输，转换和存储。这项研究的目的是通过同时引入疏水性和亲水性官能团来合成两亲性聚合物凝胶，并试图形成规则结构，以及动态分析凝胶结构与分子运动之间的关系，例如单细胞组成和温度。通过与疏水性螺旋丙烯酸酯（SA）共聚并进行结构分析，并将单体共聚合比（F = [SA]/[SA]/[SA]/[SA]/[SA]/[SA]+[AA]）进行了调查，从而调查了定期的结构。结果，聚（丙烯酸酸螺旋丙烯酸酯）共聚物（poly（sa-co-AA））凝胶在f≧0.15时具有常规结构，并且宽角和小角度X射线衍射测量结果表明，在F = 0.25时，平面间距为0.40和5.88 nm。人们认为这与每个侧链上的长链硬质酯基在β结构中排列和主链之间的间距相对应。此外，当温度升高至40°C时，该凝胶的过渡点约为50°C，从而导致可逆的结构顺序和无序，并且已经发现宏观机械性能，Young的模量，随着温度降低，Young的模量变化了100倍。此外，发现凝胶基于此阶端过渡表现出形状的存储属性。

项目成果

Hidekazu Yasunaga: "Order-Disorder Transition of a Hydrogel Containing an n-Alkyl Acrylate" Macromolecules. 27. 7695-7698 (1994)

Hidekazu Yasunaga：“含有丙烯酸正烷基酯的水凝胶的有序-无序转变”大分子。

Hidekazu Yasunaga: "Electroconductive Organogel 6.Thermal and Electroconductive Characteristics of Charged Polypeptide Gel in Organic Medium" MAcromolecules. 27. 7877-7879 (1994)

Hidekazu Yasunaga：“导电有机凝胶 6.有机介质中带电多肽凝胶的热和导电特性”大分子。