【研究領域課題番号】18H02029 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

セルロース / 酵素反応 / 自己集合 / ハイドロゲル / 細胞培養 / 自己組織化 / ゲル

【研究成果の概要】

セルロースオリゴマーのアルカリ水溶液を酸で中和すると、セルロースオリゴマーの不溶化に伴い自己集合が誘起され、結晶性のナノリボン状集合体が物理架橋したハイドロゲルが得られることを明らかにした。この自己集合は様々な温度やイオン濃度の条件のみならず、血清を含む細胞培養液のような様々な夾雑物質の存在下でも進行した。得られたハイドロゲルは細胞を3次元培養するための良好なマトリックスとして機能し、生成した細胞集合体は自然濾過により容易に回収できた。本自己集合系は片末端に官能基をもつセルロースオリゴマー誘導体にも適用でき、また、水溶性高分子との複合ハイドロゲルの構築などにも利用できた。

【研究の社会的意義】

水中における分子の自己集合は、生体内のいたるところで観察される普遍的な現象であり、精緻な生命活動を維持する上で必要不可欠である。これまでに、様々な生体分子の自己集合が研究されてきたが、セルロースなどの結晶性多糖の自己集合は十分には研究されてこなかった。本研究では、比較的分子量が小さなセルロースのアルカリ水溶液を酸で中和すると、それらの自己集合が誘起され、ナノリボン状の集合体からなるハイドロゲルが得られることを明らかにした。このハイドロゲルが細胞を生きたまま培養するための優れた材料であることを見出した。本成果は生体や環境にやさしい機能性材料を創成するための基礎的な知見になると考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】高分子・繊維材料

【研究領域課題番号】15H05758 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

イオン液体 / ゲル / ソフトマテリアル / 自律性 / 自己集合 / ブロック共重合体 / ソフトアクチュエータ / 自己修復材料 / 炭酸ガス分離膜 / コロイド / 溶媒和 / 自己組織化

【研究成果の概要】

高分子ゲル・コロイドなどのソフトマテリアルは、その構成成分のほとんどが液体である。このことが物質内の大きな内部自由度を生み、外部刺激の微細な変化に応答して的確に機能するスマートマテリアルとしての期待も大きい。本研究では、これらソフトマテリアルの自律性は液体の構造形成性にその根源があるとの視点から、液体としてイオン液体を選択し、自律性に及ぼす液体の構造形成性・階層性の影響を明らかにすることを目的とした。その結果、イオン液体を溶媒に用いた自律性を持つ新しいソフトマテリアルという新しい物質・材料系を提案することが出来た。

【研究の社会的意義】

イオン液体を用いたソフトマテリアルの研究に関しては、世界的にみてもこのように系統的に研究を進めているグループは他に無い。従って本研究は、学術的には極めて独創的であると同時に世界的にもこの領域の研究を牽引するものである。本研究の遂行により、イオン液体を溶媒に用いたソフトマテリアルという新しい物質系の基礎が確立され応用の萌芽が生まれると期待され、その意義は極めて大きい。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2015-05-29 - 2020-03-31

【配分額】201,890千円 (直接経費: 155,300千円、間接経費: 46,590千円)