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
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
カンニング竹山がキダ・タローさん追悼「VTRを注意してくれた最高顧問」
FinalSpark、バイオコンピューティングのためのヒト神経細胞を用いた初の遠隔研究プラットフォームを発表
【ヤクルト】松本健吾偉業に亜大先輩・高津監督「『亜細亜魂です』って訳分からないこと言ってた」
キダ・タロー氏死去
大手建設企業が不変データ・コアの構築にBoomiを導入
【柏】今季加入の島村拓弥「お寿司ごちそうしてもらおうかな」細谷真大の今季初得点をアシスト
小関裕太と吉柳咲良でミュージカル「ロミオ&ジュリエット」21年以来3年ぶり6度目の上演
エクソーラ、ゲームとゲーム開発の未来に関する四半期インサイト・レポートをリリース。2024年春季のメトリックと今後のトレンドに対する予備分析
レディー・ガガの元婚約者のテイラー・キニーが結婚 22年から交際のアシュリー・クルーガーと
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
ヒカル、浮気相手とのLINE流出にドン引きの声「キモすぎる」「吐きそう」
時代劇の常識を覆す!仇討ち・無礼討ちの厳格なルール
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
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
3度逮捕の38歳小向美奈子「今はやってないですよね?」の直撃質問に”回答”
ちとせよしの、美バストあらわな大胆コスチュームで観客を魅了 浜松オートレースヴィーナス就任
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
坂上忍、連ドラ撮影初日”5時間大遅刻”俳優の名明かす「総スカンくらっちゃって」
「東京ラブストーリー」出演55歳女優が黒髪ショートで久々TV「誰か分からん」「スタイル健在」
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
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
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
ヒカル、浮気相手とのLINE流出にドン引きの声「キモすぎる」「吐きそう」
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」
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
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
42歳ママタレ20年ぶり水着披露「レベチ」「マジ天使」「最高」55歳夫のピン芸人と2児
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」
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
カンニング竹山がキダ・タローさん追悼「VTRを注意してくれた最高顧問」
FinalSpark、バイオコンピューティングのためのヒト神経細胞を用いた初の遠隔研究プラットフォームを発表
【ヤクルト】松本健吾偉業に亜大先輩・高津監督「『亜細亜魂です』って訳分からないこと言ってた」
NY外為:ドル安値圏でもみ合い、カシュカリ米MN連銀総裁は依然高金利据え置きを支持
キダ・タロー氏死去
大手建設企業が不変データ・コアの構築にBoomiを導入
【柏】今季加入の島村拓弥「お寿司ごちそうしてもらおうかな」細谷真大の今季初得点をアシスト
BTC急伸、6.5万ドル台回復、米金利先安観が支援【フィスコ・暗号資産速報】
レディー・ガガの元婚約者のテイラー・キニーが結婚 22年から交際のアシュリー・クルーガーと