高分子ゲル材料の設計・構造制御および機能化

ゲル材料に関する研究は、その合成、物性、構造解析のみにとどまらず、インテリジェントソフトマテリアルとして注目され、医学、薬学、食品科学など多岐にわたる分野で盛んに行われている。現在では、種々の高強度ゲル、さまざまな応答性または機能性ゲルが開発され、古くからのゲル材料の概念は大きく変容した。このような新規ゲルの開発には、高分子ゲルの網目鎖および架橋点の構造制御が鍵となっている。 　そこで本講演では、「ゲルの設計と構造制御」をキーワードに、ゲル材料研究の進展について概説する。まず高分子ゲルの基礎について説明したのち、種々の高強度ゲル、新規機能性ゲルについて、それらの構造的特徴に基づいて分類しながら説明する。また、さまざまな刺激応答性ゲル、自己修復機能などについて述べる。

1. ゲルの基礎
   1. 身近なゲル材料
   2. ゲルの分類と合成法
      1. 物理架橋ゲル
      2. 化学架橋ゲル
         • 単純高分子網目
         • 相互侵入高分子網目 (IPN)
      3. マクロゲル、ミクロゲル、ナノゲル
2. ゲルの構造制御
   1. 架橋点の均一分散
      • 環動ゲル
      • ナノコンポジット (NC) ゲル
   2. エネルギー散逸構造の構築
      • ダブルネットワーク (DN) ゲルなど
   3. 均一網目構造の構築
      • Tetra-PEGゲル
   4. 特異的相互作用・結合の利用
      1. 結晶性側鎖 (形状記憶ゲル)
      2. 強い疎水性側鎖 (ナノゲル)
      3. 動的結合の導入
         • 超分子
         • 可逆的共有結合
   5. 精密重合を用いたゲルの合成
      1. 網目鎖のシーケンス制御
      2. 機能性架橋ドメインの構築
      3. ミクロゲル核を有する星型ポリマー
3. ゲルの機能化
   1. 刺激応答性
   2. 分離・認識機能
   3. 自己修復機能
   4. 自励振動機能
   5. 形状記憶機能
4. 新規ゲル材料の応用展開
• 質疑応答・名刺交換