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高分子ハイドロゲルの界面機能制御：分子鎖熱運動性と生体適合性の二次元パターニング

聚合物水凝胶的界面功能控制：分子链热迁移率和生物相容性的二维图案

基本信息

批准号：
17J01952
负责人：
板垣望
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和元年度は、ハイドロゲル界面におけるダングリング鎖のダイナミクスを粒子追跡法に基づき評価した。まず、架橋密度の異なる3種類のハイドロゲル(c-MrV)薄膜を調製した。膜表面に着滴させた分散液中のプローブ粒子の直径(d)が100および200nmの場合、界面における保持時間は数秒程度であり、試料間に有意な差は見られなかった。一方、30および50 nmのとき、保持時間は増加し、架橋密度が小さい程長くなる傾向にあったことから、これらの粒子は界面層内に存在したと考えられる。以上の結果から、界面における分子鎖のダイナミクスを評価するには、d=30および50nmの粒子が適切であることが示唆された。続いて、ダングリング鎖のダイナミクスを評価するために、c-MrV界面における粒子追跡を行った。粒子の熱運動からその平均二乗変位(MSD)を算出したところ、いずれの粒子径においても、MSD値は時間の経過に伴い増加した後、一定値に近づいた。これは、c-MrV界面は観測時間によって粘性的あるいは粘弾的に振る舞うことを示唆している。また、MSD値はVEM含有率、すなわち架橋密度に依存して異なることが確認された。そこで、界面における粘弾性の評価を行うため、MSDに対して一般化Stokes-Einsteinの関係を適応し、貯蔵弾性率(G')および損失弾性率(G")の角周波数(ω)依存性を算出した。ωに対するG"の傾きはある周波数において変化した。この結果は界面層のダングリング鎖の運動モードの変化を反映している。界面層内部に存在しうるd=30nm粒子から算出したG'は、d=50nmの場合に比べて大きかった。このことから、ゲル界面層における弾性率は最外層に向かうにつれて低下することが示唆された。以上の結果から、粒子追跡法に基づき界面におけるダングリング鎖のダイナミクスを非摂動状態で評価できたと結論づけた。

In order to solve the problem of particle tracing, the particle tracing method is used to evaluate the particle tracing method. Three types of thin films with different bridge densities are modulated. When the diameter (d) of the particles deposited on the surface of the film in the dispersion is 100 nm to 200nm, the retention time of the interface is several seconds, and the intentional difference between samples is observed. A square, 30 nm and 50 nm, the retention time increases, the bridging density decreases, and the particles exist in the interface layer. The above results show that the molecular locks at the interface are appropriate for particles with d=30 nm and 50nm. The particle tracking at the c-MrV interface is evaluated by the particle tracking system. The average two-dimensional position (MSD) of the thermal motion of the particle is calculated. At this time, the MSD value increases with the passage of time and approaches a certain value. The c-MrV interface is not sensitive to time, but sensitive to viscosity. MSD is dependent on VEM content and bridge density. The viscosity of the interface is evaluated, and the MSD is calculated for the generalized Stokes-Einstein relationship, the storage rate (G'), and the angular cycle number (ω) dependence of the loss rate (G"). The number of cycles in the wave is The result is that the interface layer is transformed into a solid state. When d=30nm particles are present in the interface layer, G'is calculated and d=50nm particles are calculated. The interface layer has a lower conductivity than the outermost layer. The above results show that the particle tracing method is effective in solving the problem of interface failure.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Interfacial Aggregation States and Frictional Properties of Poly(vinyl ether)Hydrogel Thin Films

聚(乙烯基醚)水凝胶薄膜的界面聚集态和摩擦性能

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nozomi Itagaki;Yukari Oda;Norifumi L. Yamada;Tetsuo Yamaguchi;Daisuke Kawaguchi;Keiji Tanaka
通讯作者：
Keiji Tanaka

Friction and Lubrication of Poly(vinyl ether) Hydrogel Thin Films

聚(乙烯基醚)水凝胶薄膜的摩擦和润滑

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nozomi Itagaki;Yukari Oda;Hung Kim Nguyen;Daisuke Kawaguchi;Keiji Tanaka
通讯作者：
Keiji Tanaka

ポリビニルエーテルハイドロゲル膜の膨潤挙動と摩擦特性

聚乙烯醚水凝胶膜的溶胀行为和摩擦性能

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
板垣　望;織田ゆか里;Nguyen Kim Hung;川口大輔;田中敬二
通讯作者：
田中敬二

Surface Effect on Frictional Properties for Thin Hydrogel Films of Poly(vinyl ether)

DOI：
10.1021/acs.macromol.9b01786
发表时间：
2019-12
期刊：
Macromolecules
影响因子：
5.5
作者：
Nozomi Itagaki;D. Kawaguchi;Yukari Oda;Fumiya Nemoto;N. Yamada;Tetsuo Yamaguchi;Keiji Tanaka
通讯作者：
Nozomi Itagaki;D. Kawaguchi;Yukari Oda;Fumiya Nemoto;N. Yamada;Tetsuo Yamaguchi;Keiji Tanaka

ハイドロゲル薄膜界面における分子鎖凝集状態と潤滑挙動

水凝胶薄膜界面分子链聚集状态及润滑行为