異方配向した無機酸化物ナノシートによる自励振動ゲルの時空間制御

使用各向异性取向的无机氧化物纳米片对自振荡凝胶进行时空控制

• 批准号: 15F15044
• 负责人: 吉田 亮
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15044/
• 关键词: 高分子ゲル; ナノシート; 振動反応; アクチュエータ; 高分子材料; ゲル; 酸化チタン; 化学振動反応; 自励振動

我々は、Belousov-Zhabotinsky（BZ）反応の触媒であるRu錯体と、代表的な感温性ポリマーであるpoly(N-isopropylacrylamide) (NIPAAm)とを共重合することにより、BZ反応の周期的酸化還元反応に応答して力学的振動を発現する自励振動高分子ヒドロゲルを開発してきた。このヒドロゲルは、Ru触媒の価数に応答して膨潤・収縮する結果、あたかも生き物のような動きを自発的に繰り返す。一方 、酸化チタンナノシートは珍しい磁性を保つため、外部磁場を印可することにより全てのナノシートは一軸配向する。モノマーとナノシートの混合溶液からゲルを作成時に外部磁場を印可することにより、配向したナノシートをヒドロゲルの中に固定する事が可能である。 そこで本研究では、自励振動ゲルと磁場配向ナノシートとの複合化により、前例のない「速く、大きく、異方的な」ゲルの自励振動変形を実現することを目指した。このヒドロゲルを用いてBZ反応を起こした結果、ゲルは異方的かつ大きい変位で変形振動を繰り返した。詳細なメカニズムは検討中であるが、酸化チタンナノシートのドメイン間に存在する高分子鎖の水和・脱水和、高分子鎖に結合しているRu錯体同士の静電反発がBZ反応の振動に同調して起こるために、ナノシート平面に対し垂直方向に伸張・収縮を繰り返すゲルの形状変化が生じると考えられる。今回の研究では、異方配向したイオン性ナノシートを利用し、異方的変形を示す自励振動ゲルを開発した。その動きは、従来の自励振動ゲルの等方的膨潤収縮挙動と異なる。本研究により、変形の自律性と異方性を同時に制御することが可能となり、新規なソフトアクチュエータの開発が期待される。

我的墙板，Belousov-Zhabotinsky（BZ）反渗透触敏元件Ru基体，代表的非敏感性聚丙烯酰胺聚（N-异丙基丙烯酰胺）（NIPAAm）共聚合物复合物的制备要求，BZ反渗透周期的酸化单元反渗透应答体系学的自发振动激发高分子量的激振力。如触摸屏数量众多，应答形式多样，可供选择的水果，可供选择的生物物质种类繁多，自购的电子产品。一方 、酸化チタンナノシートは珍しい磁性を保つため、外部磁場を印可することにより全てのナノシートは一軸配向する。モノマーとナノシートの混合溶液からゲルを作成時に外部磁場を印可することにより、配向したナノシートをヒドロゲルの中に固定する事が可能である。そこで本研究では、自励振動ゲルと磁場配向ナノシートとの複合化により、前例のない「速く、大きく、異方的な」ゲルの自励振動変形を実現することを目指した。采购商必须使用BZ反倾销诉讼程序，采购方的最大数量的倾销位数的形状振型申请表。振动筛是由天然气中产生的振动筛，振动化过程中产生的振动筛，存在着高分子吸附水和·脱水和，高分子吸附混合物形成的Ru体同士静抗振动BZ抗振动混合物形成的振动筛，振动筛平面振动垂直方向的振动筛·振动筛，振动筛形状的振动化生成的振动筛。今回の研究では、異方配向したイオン性ナノシートを利用し、異方的変形を示す自励振動ゲルを開発した。その動きは、従来の自励振動ゲルの等方的膨潤収縮挙動と異なる。本研究により、変形の自律性と異方性を同時に制御することが可能となり、新規なソフトアクチュエータの開発が期待される。

项目成果

一軸配向した無機ナノシートを含有するNIPAMヒドロゲルの特異な温度応答挙動

含有单轴取向无机纳米片的 NIPAM 水凝胶独特的温度响应行为

• 发表时间: 2014
• 作者: 金 娼秀;劉 明傑;石田康博;海老名保男;佐々木高義;相田卓三
• 通讯作者: 相田卓三

無機ナノシートを内包した新規な異方変形型自励振動ゲルの創製

含有无机纳米片的新型各向异性可变形自振荡凝胶的创建

• 发表时间: 2017
• 作者: Y.S. Kim;石田 康博、海老名 保男、佐々木 高義、吉田 亮、相田 卓三
• 通讯作者: 石田 康博、海老名 保男、佐々木 高義、吉田 亮、相田 卓三

配向無機ナノシートを内包した新規な異方性ゲルの創製

含有定向无机纳米片的新型各向异性凝胶的创建

• 发表时间: 2016
• 作者: 金 娟秀;石田 康博; 海老名 保男;佐々木 高義;吉田 亮;相田 卓三;Younsoo Kim;金 娟秀
• 通讯作者: 金 娟秀

Spatiotemporal control of self-oscillating gel by uniformly aligned inorganic nano sheets

均匀排列的无机纳米片对自振荡凝胶的时空控制

• 发表时间: 2017
• 作者: Y.S. Kim;Y. Ishida;Y. Ebina;T. Sasaki;R. Yoshida;T. Aida
• 通讯作者: T. Aida

Anomalous anisotropic thermoresponse of NIPAAm-based hydrogel enabled by switchable internal electrostatic repulsion

通过可切换的内部静电斥力实现基于 NIPAAm 的水凝胶的反常各向异性热响应

• 发表时间: 2016
• 作者: 金 娟秀;石田 康博; 海老名 保男;佐々木 高義;吉田 亮;相田 卓三;Younsoo Kim
• 通讯作者: Younsoo Kim