超臨界二酸化炭素中での酵素の特異反応を用いた機能性高分子材料の開発

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超臨界二酸化炭素中で界面活性剤として機能することが知られている高価なフッ素・シロキサン系界面活性剤を用いることなく、アクリル酸系モノマーの超臨界二酸化炭素中での分子集合特性を利用することで、安価で工業的にも利用可能な高分子微粒子の製造に成功することができた。さらに、得られた高分子微粒子の利用方法として粉体塗装への適用性について検討したところ、数10μmオーダーの均一な高分子薄膜を形成可能であることがわかった。また、アクリル酸系モノマーの超臨界二酸化炭素中での分子構造についても、分光学的手法(UV, FT-IR)を用いて解明を試みたところ、アクリル酸などに含まれるカルボキシル基と二酸化炭素の相互作用により、超臨界二酸化炭素中で擬分子集合体が形成されていることがわかった。このような現象を利用することにより、界面活性剤を用いることなく、高分子微粒子が重合可能であることがわかった。また、これらの重合過程において、重合開始剤濃度、操作圧力、温度、仕込モノマー濃度を制御することで、生成される高分子微粒子の分子量が制御可能であることがわかった。さらに、超臨界二酸化炭素中における高分子重合および分子集合体の生成過程で、圧力、温度、組成などの巨視的な操作因子を制御することで、超臨界流体から析出する高分子とナノオーダーの無機粒子の有機-無機ナノコンポジットの試作できることがわかった。生成した有機-無機複合材料は、トナーや画像デバイスへの応用が可能であることがわかった。