高分子ゲルの表面における魔擦機構の究明と表面制御による生体適合性超低摩擦材料の創製

研究聚合物凝胶表面的机械摩擦机制并通过表面控制创建生物相容性超低摩擦材料

• 批准号: 03F00093
• 负责人: 長田 義仁
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F00093/
• 关键词: 高分子ゲル; ダブルネットワークゲル; 力学強度; 動的光散乱; 分子ダイナミックス

高分子ゲルは、その優れた特性を生かし素材として用いようとした時、一部のゲルを除くとそのほとんどが脆く、結果的に限られた用途にしか利用できない。我々は非常に高い機械的強度を持つダブルネットワークゲル(以下DNゲル)について報告した。とりわけ、硬くて脆い強電解質性のポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)ゲル(以下PAMPSゲル)とやわらかい中性のポリアクリルアミドゲル(以下PAAmゲル)を絡み合わせたDNゲルの場合、90%以上の含水率を有しているにも関わらず、生体関節軟骨が日常的に受ける圧力(3-18Mpa)にも耐える強度を誇る。私は光散乱を用いてゲル中の高分子ダイナミックスを調べ、DNゲルの高強度メカニズムについて考察する研究を行った。そのため、以下のような結果が得られた。1)PAAmの2ndネットワークの架橋度が0-0.05mol%のときに破断応力は最大値を示し、架橋度が増加するに従いゲルは脆くなる。この結果は2ndネットワークの架橋を極めて緩く施すことが高い力学強度を得るために重要であることを示す。2)動的光散乱測定から、2nd架橋濃度が0-0.2mol%の場合に協同拡散モードとPAAmの遅い分子運動モードとの二つのピークが観察されるが、2nd架橋濃度が0.2mol%以上の場合には協同拡散モードだけのピークが存在することがわかった。力学物性測定の結果と比較するとDNゲルは遅い運動モードが観察されるときに力学強度が大きい。DNゲル中の遅い運動モードはPAAmの高分子鎖の並進運動によるものであり、この運動が破断エネルギーの散逸に深く関与していることが示唆される。ゲル中の高分子ダイナミックスから得られる知見は、高強度ゲルのより詳細な分子設計に役立つ。さらには、ソフトマター破壊メカニズムの理解にもつながることが期待される。

The properties of high molecular weight and high molecular weight materials are very useful for the use of high molecular weight materials. When the material is used, one part of the machine is used to remove the brittleness of the material, and the limited use of the results is based on the use of the alloy. We are very sensitive to the strength of the machinery and equipment. This is the most important part of the report system. (the following DN equipment). Brittle, hard, brittle, sour, acid, acid, water content, moisture content, The daily stress (3-18Mpa) of the living body and the bone is affected by the strength of the bone. In the private use of light dispersion, high molecular weight, high strength, high strength, high strength Thank you. The following results are not valid. 1) PAAm