強靭で破壊しにくい材料や自己修復機能を持った材料の研究・開発
合成高分子をはじめとするソフトマテリアルは、今や食品・製品・材料として我々の身の回りで活躍していますが、今後さらに持続可能な社会の実現のために、より高性能の材料の開発・実用化が望まれています。本プロジェクトでは、内閣府のImPACTプロクラム”超薄膜化・強靭化「しなやかタフポリマー」の実現”の一環として、強靭で破壊しにくい材料や自己修復機能を持った材料の研究・開発を行っています。
特色 FEATURE
強靭な高分子材料の実用化を可能にし、製品の軽量化や信頼性、安全性を飛躍的に向上させることができます。
破壊しても自ら修復する能力を持つ材料を開発し、製品の長寿命化を目指します。
接着剤を用いずに、材料と材料とを反応により直接接合する方法を開発しています。
成果 RESULTS
研究成果
環状分子であるシクロデキストリン
環状分子であるシクロデキストリンは、内部に種々の疎水性分子を包摂することができます。この相互作用はホストゲスト相互作用と呼ばれます。高分子の側鎖にシクロデキストリンと疎水基を導入し、ホストゲスト相互作用による架橋点として利用してゲルを作成すると、飛躍的に強靭になることを明らかにしました。また、同時にこの材料は高い自己修復性を示すことを見出しました。
今後の発展
力学物性と架橋構造の相関を解明し、その知見に基づいて材料の構造の最適化
ゲルをモデル物質として力学物性と架橋構造の相関を解明し、その知見に基づいて材料の構造の最適化を行います。高分子のからみ合いや高分子とシクロデキストリンの包摂化合物（ロタキサン）を利用したスライデング可能な架橋点の導入も視野に入れ、他材料との複合化によりさらに強靭な材料を開発します。こうした知見を利用して、ゲルのみならず固体状態での高分子の強靭化・自己修復性の付与を目指します。
