関西大学化学生命工学部・宮田隆志研究室がゲル材料の弱点を克服 “強くて丈夫なゲル”の簡単な合成法!
2020/04/12
学校法人関西大学
関西大学化学生命工学部の宮田隆志教授の研究グループは,従来利用されている汎用的方法で壊れない丈夫なゲル(タフゲル)の合成に成功しました。このタフゲルは80~95%が水であるにもかかわらず,押しつぶすことができず,ナイフでも切断できず,さらによく伸びるといった優れた力学物性を示します。ゲルの最大の弱点である低い力学強度を克服する画期的な方法として,医療・環境・エネルギー分野等での応用展開が期待できます。
【本件のポイント】
・つぶれない,切れない,よく伸びる“タフゲル”の開発に成功
・様々な高分子に活用できる簡単で普遍的な方法の発見
・ゲルの弱点を克服し,実用化の壁を克服して,多彩な応用が可能
ゲルは,食品や紙おむつ,コンタクトレンズなど身の回りに利用されているだけではなく,薬物放出や細胞培養などの医療分野における最先端材料として世界中で研究されています。しかし,一般に利用されているゲルは多量の水を含んだゲル(ハイドロゲル)が多く,低い力学強度がゲルの実用化を阻んでいます。
一方,人間の体も体重の約60%が水からなるゲルです。しかし,このような自然界のゲルは通常の合成ゲルとは異なり,適材適所で必要に応じた力学物性を発揮します。例えば,軟骨細胞は多糖類やタンパク質からなるゲルですが,強靱で耐久性があり,優れた力学物性を示します。そこで,様々なコンセプトに基づいて,優れた力学物性をもつゲルの合成が世界中で試みられています。代表的なタフゲルとしては,滑る架橋点を導入した環動ゲルや高分子と無機材料からなるナノコンポジットゲル,硬くて脆い網目と柔らかくて伸びる網目からなるダブルネットワークが知られています。
今回開発したゲルは,上記のような特殊な分子構造を必要とせず,従来の汎用的なラジカル重合の条件を最適化するだけで簡単に合成できます。その条件は,重合時のモノマー濃度を高く,架橋剤含有率を低くするといった簡単なもので,従来合成されてきた様々なゲルに適用できます。この条件でゲルを合成すると,架橋剤に基づく化学架橋だけではなく,高分子鎖の絡み合いによる物理架橋を導入でき,この絡み合い架橋によるエネルギー散逸に基づいて優れた力学物性を示します。今回はゲルとして最も汎用的なポリアクリルアミドだけではなく,医療分野でも実用化されている生体適合性高分子からもタフゲルを合成することに成功しました。汎用性が高く普遍的な方法として,ゲルの弱点であった低い力学強度を克服でき,ゲル材料の幅広い実用化につながると期待できます。
なお,本研究成果は,2021年4月9日(金)に英国Nature Publishing Group発行の「NPG Asia Materials」にオンライン掲載され,同誌ホームページのトップページを飾りました。
【本件に関するお問い合わせ先】
化学生命工学部教授 宮田 隆志
TEL:06-6368-0949 E-mail:tmiyata@kansai-u.ac.jp
▼本件の詳細▼
関西大学プレスリリース
https://www.kansai-u.ac.jp/ja/assets/pdf/about/pr/press_release/2021/No4.pdf
名古屋のマンションに乳児とみられる2遺体 契約者の知人女性を聴取
山下美月卒コンで“山下軍団“誕生も「結成遅すぎた」 作詞、振付手がけた新曲「恋山病」初披露
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
ダルビッシュ、ドジャース戦に向け「母の日」ピンクグラブでキャッチボール 大谷翔平欠場見込み
リサイクルショップで大量のスクール水着が販売、あっという間に完売したと話題に
モデルUTAの美しい母に絶賛の声 子どものころに撮影した母との写真を公開
八戸・工藤天斗が公式戦初完投「要所要所で自分の力を出せた」9回に失点も大崩れせず勝利つかむ
乃木坂山下美月卒コン、3期生が思い伝え涙「器用に見えて不器用で」「『くぼした』幸せでした」
腎臓に腫瘍の68歳大友康平復帰ライブ「俺は不死身のロッケンローラー!」秋のライブ開催も発表
【全文】乃木坂46山下美月「アイドルになれたから私は今まで生きてこられた」卒コンスピーチ
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
73歳神田正輝「旅サラダ」生放送で“12歳下俳優”から呼び捨てされ激論
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
曙と熱愛した相原勇(52)の現在が衝撃的すぎると話題に
55歳森口博子「だっちゅーの」鮮やかビキニ姿披露にX歓喜「破壊力ハンパない」「スゴすぎ」
「ふてほど」25歳女優“薔薇ブラ”でポロリ寸前?過激衣装に「見えちゃう」「刺激強すぎ」
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
大物炎上系ユーチューバー”衝撃の預金残高”公開「すげぇ」「エグい」驚きの声
水原一平容疑者 最高刑「懲役33年」トレンド入り 「人生詰んだ」「稀代の詐欺師」の声
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
深夜のファミリーマート徘徊、必ず入っている「フエラムネのミニチュアおもちゃ付」を探し求めた結果……
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
完全にダマされた! 『ラヴィット!』あのちゃん“事故レベル”大暴走は『水ダウ』遠隔操作のしわざだった ネットも納得
ガーシー、またも綾野剛の暴露写真でネット歓喜「この写真見て笑っちゃう」
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
小澤征悦と再婚した桑子真帆アナ(34)黒い過去が流出、衝撃の過去にネット騒然
ガーシー、佐野ひなこの暴露を示唆でネット騒然「ファンだったのに」
ガーシーが綾野剛のLINE公開でネット騒然「ショック」「すごいエンタメ」
名古屋のマンションに乳児とみられる2遺体 契約者の知人女性を聴取
山下美月卒コンで“山下軍団“誕生も「結成遅すぎた」 作詞、振付手がけた新曲「恋山病」初披露
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
ダルビッシュ、ドジャース戦に向け「母の日」ピンクグラブでキャッチボール 大谷翔平欠場見込み
リサイクルショップで大量のスクール水着が販売、あっという間に完売したと話題に
モデルUTAの美しい母に絶賛の声 子どものころに撮影した母との写真を公開
八戸・工藤天斗が公式戦初完投「要所要所で自分の力を出せた」9回に失点も大崩れせず勝利つかむ
乃木坂山下美月卒コン、3期生が思い伝え涙「器用に見えて不器用で」「『くぼした』幸せでした」
腎臓に腫瘍の68歳大友康平復帰ライブ「俺は不死身のロッケンローラー!」秋のライブ開催も発表
【全文】乃木坂46山下美月「アイドルになれたから私は今まで生きてこられた」卒コンスピーチ