可変長高分子セグメントを用いた人工筋肉の創出

使用可变长度聚合物片段创建人造肌肉

• 批准号: 21K18991
• 负责人: 小門 憲太
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Toyota Technological Institute (2022)Hokkaido University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18991/
• 关键词: 筋肉; 刺激応答性; 高分子ゲル; 可逆性; 酸化還元

本研究では化学エネルギーを力学エネルギーに変換できるソフトマテリアルを創り出すことを目的としている。そのために、"可変長高分子セグメント"という概念を用いて、刺激に応答して膨潤相から膨潤相への体積変化だけを示す刺激応答性ゲルを創り出し、さらに自己組織化を用いて異方性を導入し、人工的に筋肉様ソフトマテリアルを創り出すことを最終目標としている。"可変長高分子セグメント"とは外部からの化学物質などの刺激に応答して切断・結合を繰り返す短鎖と、刺激に不活性な長鎖を組み合わせた高分子セグメントである。刺激に不活性な長鎖にはポリエチレングリコール鎖(PEG)を有し、刺激に活性のある短鎖にはジスルフィド結合を用いた二官能性の環状モノマーが鍵化合物となる。可変長高分子セグメントをコモノマーと架橋剤と混合して重合を行ったところ、ゲルが生成した。得られたゲルは有機溶媒を吸収してよく膨潤するオルガノゲルとなった。外部からの還元剤の添加によってこのゲルの膨潤度は2倍程度に大きくなった。これはジスルフィドがチオール2個へと変化したことによると考えられる。チオールの生成はエルマン試薬による呈色反応で確認できた。ここに酸化剤を添加すると数時間後にゲルの膨潤度は元の大きさに近く(約1.3倍)なった。ジスルフィド結合の再生成が起こったことによると考えられる。このゲルを圧力感知素子に包埋してゲル側にはマイクロ流路を接続し、素子からの電圧変化を取り出すデバイスを作製した。還元剤溶液、酸化剤溶液と交互に流入させたところ、溶液の変化に応じて電圧値が変化することが明らかになった。

This study aims to improve the quality of life and improve the quality of life. The concept of "flexible polymer" should be applied to stimulate the swelling phase, to change the volume of swelling phase, to show the responsiveness of stimulation, to create and organize itself, to introduce heterogeneity, to create and create artificial muscle. "Long polymer" can be used to cut off the chemical stimulation of the external environment, and the combination of short chain and long chain of stimulation can be used to cut off the chemical stimulation. Stimulation inactive long chain, stimulation active short chain, stimulation active short chain, stimulation short chain, stimulation active chain, stimulation active short chain, stimulation active chain, stimulation short chain, stimulation active chain, stimulation active short chain, stimulation active chain, stimulation short chain, stimulation active chain, stimulation active chain, stimulation short chain, stimulation active chain, A polymer can be formed by mixing The organic solvent is absorbed by the solvent. The swelling degree of the external part is twice as large as that of the external part. The two sides of the border are facing each other. The color of the film is confirmed. After adding the acid for several times, the swelling degree of the sample was nearly equal to that of the original sample (about 1.3 times). The regeneration of the combination of. The pressure sensor is embedded in the circuit, and the voltage sensor is controlled. The solution of returning element, acidizing agent and flowing into the solution, the voltage of the solution and flowing into the solution are changed.

项目成果

ジスルフィド結合を含む新規レドックス応答性ポリマーの合成

新型含二硫键氧化还原响应聚合物的合成

• 发表时间: 2021
• 作者: 斉藤空知;田中佑磨;深谷直紀;池内和忠;谷野圭持;小門憲太;佐田和己;王 超，薛 晨，黄 瑞康，高橋 仁徳，小門 憲太，中村 貴義
• 通讯作者: 王 超，薛 晨，黄 瑞康，高橋 仁徳，小門 憲太，中村 貴義

キラルなシンジオタクティックスチレン3量体の合成と伸長

手性间规苯乙烯三聚体的合成与延伸

• 发表时间: 2022
• 作者: 斉藤空知;田中佑磨;深谷直紀;池内和忠;松岡慶太郎;谷野圭持;小門憲太;佐田和己
• 通讯作者: 佐田和己

Multifunctional Triggering by Solid-Phase Molecular Motion: Relaxor Ferroelectricity, Modulation of Magnetic Exchange Interactions, and Enhancement of Negative Thermal Expansion

固相分子运动的多功能触发：弛豫铁电性、磁交换相互作用的调制以及负热膨胀的增强

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c03552
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry of Materials
• 影响因子: 8.6
• 作者: Li;Simin; Takahashi;Kiyonori; Huang;Rui-Kang; Xue;Chen; Kokado;Kenta; Hoshino;Norihisa; Akutagawa;Tomoyuki; Nishihara;Sadafumi; Nakamura;Takayoshi
• 通讯作者: Takayoshi

多置換配位子を用いた金属有機構造体の合成と結晶内での反応

使用多取代配体和晶内反应合成金属有机骨架

• 发表时间: 2022
• 作者: 小門憲太;高橋仁徳;中村貴義;本山幸弘
• 通讯作者: 本山幸弘

キラルなシンジオタクティックスチレントリマーの合成

手性间规苯乙烯三聚体的合成

• 发表时间: 2022
• 作者: 斉藤空知;田中佑磨;深谷直紀;池内和忠;谷野圭持;小門憲太;佐田和己
• 通讯作者: 佐田和己