NAIST 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 ~光ナノサイエンス~

ナノ高分子材料研究室

高分子材料では、構造を制御すると、高分子間相互作用が効果的に発現して高い性能や機能が発揮されます。そのため高分子材料では、「分子設計」「高分子構造制御」「高分子間相互作用」「高性能化・機能化」という4つのステージが重要です。本研究室では、分子レベルでモノマーを設計し、高分子合成およびナノ構造制御を通じて、機能性高分子材料の創出を行います。

分子設計を通じて、例えばN-ビニルアミド誘導体やトリメチレンカーボネート誘導体等を骨格とした化合物を合成し(図1)、機能性を付与した生体適合性高分子および生分解性高分子を創製しています。

光に応答してゲル化する材料やpH変化に応じて徐放を制御する材料(図2)など、外部環境の変化に応答する様々な刺激応答材料を構築し、薬物徐放制御への利用を検討しています。

高分子間相互作用を上手く使って、高分子材料をナノ薄膜やナノ粒子など、ナノレベルの構造体を調製しています(図3)。例えばポリメタクリル酸メチルのステレオコンプレックスは、抗血栓性を示すため有用です。選択性の高いファンデルワールス相互作用を用いた効果的なナノ薄膜調製法に取り組んでいます。

  • 図1 モノマー分子設計と高分子合成
  • 図2 ハイドロゲル表面のみにポリイオンコンプレックス層を導入したsPICゲル
  • 図3 ナノサイズの粒子やファイバーの構造化

1.H. Ajiro, Y. Takahashi, M. Akashi, T. Fujiwara, “Surface Control of Hydrophilicity and Degradability with Block Copolymers Composed of Lactide and Cyclic Carbonate Bearing Methoxyethoxyl Groups”, Polymer, 55, 3591-3598 (2014).
2.H. Ajiro, Y.J. Hsiao, H.T. Tran, T. Fujiwara, M. Akashi, “Thermally Stabilized Poly(lactide)s Stereocomplex with Bio-based Aromatic Groups at Both Initiating and Terminating Chain Ends” , Macromolecules 46, 5150-5156, (2013).
3.H. Ajiro, Y.J. Hsiao, T.H. Thi, T. Fujiwara, M. Akashi, “Stereocomplex of Poly(lactide)s with Chain End Modification: Simultaneous Resistances to Melting and Thermal Decomposition”, Chem. Commun., 48, 8478-8480 (2012).
4.H. Ajiro, Y. Takahashi, M. Akashi, “Thermosensitive Biodegradable Homopolymer of Trimethylene Carbonate Derivative at Body Temperature”, Macromolecules 45, 2668-2674 (2012).

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