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
小川彩佳「news23」欠席、理由説明なし 1日は“不機嫌逆ギレ”石破首相とのやりとり話題
多くの演奏家を輩出 「飯田ジャズスクール」70周年記念公演 東京
【阪神】佐藤輝明が9戦連続安打 巨人に3連勝しての7月スタートに「そうですね、最高です」
【阪神】石井大智「休んで申し訳ない」復帰2戦目でお立ち台、特別な気づかいない投手陣仲間誇る
【巨人】阿部監督「流れって、やっぱりなかなかひっくり返せなかった」首位阪神に痛恨の3連敗
宝塚歌劇花組「悪魔城ドラキュラ」新人公演「マントさばき難しい」主演の夏希真斗
レペット秋冬の新作シューズで魅せる、洗練された足元
チャコットコスメ、猛暑のメイクオフ「クレンジングウォーター クール」を数量限定発売
Yunthのマスクが新登場!生ビタミンC配合で透明感ケアを時短で
当面は「震度6弱程度の地震が起きる可能性ある」 気象庁緊急会見
池袋・法律事務所で男性刺殺 容疑者は50歳同僚 「以前から恨み」
有村昆(44)の不倫未遂の相手とされるセクシー女優、ネットで「唯井まひろ」と噂されるも、本人は…
佐々木希が告白「多目的トイレ不倫」の夫渡部建と離婚の話し合い「すごい怖かったと思います」
「水着みたい」元NHKアナが“ピタピタ“私服ノースリ姿「妹がプレゼント…」に「センスよい」
「胸、大きくなってない?」元セクシー女優の上原亜衣、白ビキニ大胆ボディー披露「惚れてマウ」
元ジャンポケ斉藤慎二被告が告白、活動休止中に住んでいた県「ずっと休んでいた時間…」
あの、酔いつぶれた33歳女優を膝枕して家までタクシーで送っていた「優しい」
給与天引きで初任給0円 ミャンマー人女性が「三ツ矢堂製麺」を提訴
31歳女性タレント「それぐらいの覚悟じゃないと私ヤラないよ?」交際前のカラダの関係で本音吐露
43歳元グラドル、30歳で発症した病名明かす「不安がずっと襲ってきて…」
ガーシー、錦織圭の元モデル妻の暴露にネット騒然「なんで結婚したんだろ?」
有村昆(44)の不倫未遂の相手とされるセクシー女優、ネットで「唯井まひろ」と噂されるも、本人は…
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
TOKIO国分太一が重大なコンプライアンス違反か 芸能活動休止へ
再婚した旦那に不倫されてしまった飯島直子(51)衝撃的過ぎる黒歴史が発覚する事態に
国分太一が無期限活動休止、「株式会社TOKIO解雇」一部の報道は関係者が否定
山口真由氏は「しばらくお休みとなります」モーニングショー冒頭で羽鳥慎一アナが報告
二階堂ふみが結婚!?お相手が衝撃的過ぎてネット民「マジか・・・」
元フジ渡邊渚、ビキニに“スケスケ”白Tシャツ姿で初写真集告知「楽しんでまーす」タイで撮影
TOKIO国分太一、「ザ!鉄腕!DASH!!」降板 過去に複数コンプライアンス上の問題行為

小川彩佳「news23」欠席、理由説明なし 1日は“不機嫌逆ギレ”石破首相とのやりとり話題
多くの演奏家を輩出 「飯田ジャズスクール」70周年記念公演 東京
【阪神】佐藤輝明が9戦連続安打 巨人に3連勝しての7月スタートに「そうですね、最高です」
【巨人】阿部監督「流れって、やっぱりなかなかひっくり返せなかった」首位阪神に痛恨の3連敗
【阪神】石井大智「休んで申し訳ない」復帰2戦目でお立ち台、特別な気づかいない投手陣仲間誇る
宝塚歌劇花組「悪魔城ドラキュラ」新人公演「マントさばき難しい」主演の夏希真斗
レペット秋冬の新作シューズで魅せる、洗練された足元
チャコットコスメ、猛暑のメイクオフ「クレンジングウォーター クール」を数量限定発売
Yunthのマスクが新登場!生ビタミンC配合で透明感ケアを時短で
当面は「震度6弱程度の地震が起きる可能性ある」 気象庁緊急会見