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反応拡散系の制御による刺激応答性高分子ゲル上でのパターン形成と機能化

通过控制反应扩散系统对刺激响应聚合物凝胶进行图案形成和功能化

基本信息

批准号：
08J08123
负责人：
上野智永
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

自然界でみられるパターン形成は非線形・非平衡系で生じる散逸構造形成と大きく関連している。このような散逸構造形成が生じる反応拡散系の一つとしてFIS(ferrocyanide-iodate-sulphaite)反応がある。FIS反応を媒体であるゲル中で生起させると、pHの濃度差として自己複製パターンなどの時空間的なパターンが生じる。このようなパターンは系のダイナミクスによって支配されており、反応や拡散、境界条件などの影響を受ける。本研究ではこのような化学反応によって生じる秩序構造形成と材料の特性を組み合わせることによってシステムを構築し、材料の新規的な機能創発を目指した。本年度は最初に、温度応答性高分子をグラフトさせた高分子ゲルを作成し、温度変化に応じたFIS反応のパターン形成挙動を観察した。グラフト鎖の有無によってパターン形成の温度依存性に違いが見られ、温度による媒体の変化に起因したパターン形成の変化が見られた。次に、ゲルの網目密度が局所的に異なるヘテロ構造ゲルを作成し、人工的にゲル内の拡散や境界条件を制御することによって、パターン形成の制御を行った。ゲル媒体で反応を人工的に制御することで散逸構造によるパターン形成を制御することに成功した。さらに、RuとTerpyridine錯体の錯形成の性質を利用して、ポリマー間の架橋点が外部環境によって結合・解離する系の構築を行った。Belousov-Zhabotinsky(BZ)反応を用いた系ではあるが、BZ反応の酸化・還元振動に応じて錯形成が結合・解離し粘度振動することを確認した。このようなシステムによってゾル-ゲル振動やゾル-ゲルパターンなどを実現し、ソフトマシンへの展開が期待される。

The nature of nature is not linear, the non-equilibrium system is generated, the dispersion structure is formed, and the relationship is large. The formation of this dissipative structure has led to the formation of a system of anti-dissipative structures called FIS(ferrocyanide-iodide-sulphaite) anti-dispersive structures. The FIS reaction medium is generated in the medium, and the pH concentration difference is generated in the time and space of the reaction medium. The influence of boundary conditions on the quality of materials and materials This study is aimed at the development of chemical reactions, the formation of order structures, the combination of properties, the construction of new rules and the creation of new functions of materials. This year, the temperature sensitive polymer is produced, and the temperature sensitive polymer is formed. The temperature dependence of the formation of the chain of events and the temperature dependence of the formation of the chain of events Secondly, the mesh density of the gel can be made according to the local and local technical structure, and the dispersion and boundary conditions within the artificial gel can be controlled, and the formation of the gel can be controlled. The media is controlled by artificial means. The properties of Ru and pyridine fault formation are utilized, and the bridging point between Ru and pyridine is used to construct the system of binding and dissociation. Belousov-Zhabotinsky(BZ) reaction system, BZ reaction acidification, reduction vibration, fault formation, dissociation viscosity vibration, confirmation This is the first time that the United States has been involved in the war against terrorism, and it is the first time that the United States has been involved in the war against terrorism.