微粒子の異方性を活用した新規ゲル微粒子集積システムの開発

利用微粒各向异性开发新型凝胶微粒累积系统

• 批准号: 20J21790
• 负责人: 本田 健士郎
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21790/
• 关键词: ゲル微粒子; 複合材料; 異方性; 自己組織化; コロイド粒子; ハイドロゲル; 気水界面

本研究課題の目標としてゲル微粒子に固体成分を複合化することにより、異方性を活用した微粒子の自己組織化システムを構築することが挙げられる。そのため、本研究では異方性を有する固体微粒子存在下で実施する沈殿重合により新規複合微粒子を開発し、微粒子集積システムを提案することを検討した。始めに、既往研究として報告した楕円状ゲル微粒子の合成において最大の課題点であった、楕円状ポリスチレン微粒子の高収量化の方法を模索した。従来は、熱可塑性のPVAフィルム内にポリスチレン微粒子を包埋し、得られた微粒子フィルムに熱処理を加え延伸する手法を用いていた。本研究の提案としてエレクトロスピニング法を活用し、楕円状ポリスチレン微粒子の収量を向上させることを検討したが、従来法のように微粒子の形状を揃えることが困難であった。そのため、微粒子の高収量化においては、膜延伸法のスケールを改善することが妥当であると考えられる。次に、固体微粒子に対しゲル成分を複合化する過程において複合構造の制御を試みた。従来の複合化手法では、固体微粒子に対し導入できるゲル成分に限界があることが経験的に知られていた。そこで、ゲルシェル成分のモノマーの添加方法に工夫をすることで、導入できるゲル成分の量（シェル厚）が変わる事が明らかになったため、コアシェル比などを制御することが可能な知見を得た。

该研究主题的目的是将固体成分与凝胶颗粒相结合，以创建用于利用各向异性的细颗粒的自组装系统。因此，在这项研究中，我们通过在具有各向异性的固体细颗粒的情况下进行的沉淀聚合进行了研究，并提出了细颗粒积累系统。首先，我们寻求一种方法来实现椭圆形聚苯乙烯细颗粒的高产量，这是作为先前研究报告的椭圆凝胶细颗粒合成的最大挑战。通常，聚苯乙烯细颗粒嵌入热塑性PVA膜中，然后将热处理应用于获得的细颗粒膜以拉伸。作为这项研究的建议，我们研究了使用静电纺丝来提高椭圆形聚苯乙烯细颗粒的产量，但是像常规方法中一样，很难匹配细颗粒的形状。因此，为了实现高颗粒的高收率，提高膜拉伸方法的规模被认为是适当的。接下来，在将凝胶成分与固体细颗粒相结合的过程中，尝试了复合结构。据经验，众所周知，常规的复合技术的凝胶成分有限，可以引入固体细颗粒中。因此，通过发明添加凝胶壳成分单体的方法，揭示了可以引入的凝胶成分的量（壳厚度）将会改变，因此可以获得可以控制核心壳比等。

项目成果

固体微粒子存在下で行うシード沈殿重合法よるコアシェル型ゲル微粒子合成

在固体微粒存在下通过种子沉淀聚合合成核壳凝胶微粒

• 发表时间: 2021
• 作者: 本田健士郎;Matthias Karg;鈴木大介
• 通讯作者: 鈴木大介

楕円形状ミクロゲルの開発と気水界面における自己組織化

椭圆形微凝胶的开发和空气-水界面的自组装

• 发表时间: 2020
• 作者: 本田健士郎;佐塚友茄;飯塚浩二郎;松井秀介;内橋貴之;呉羽拓真;柴山充弘;渡邊拓巳;鈴木大介
• 通讯作者: 鈴木大介

一次元集積化する異方性発動ナノゲルの合成と自己組織化検討

一维集成各向异性纳米凝胶的合成与自组装研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 本田 健士郎;鈴木大介
• 通讯作者: 鈴木大介

Recent Development in the Visualization of Microgels

• DOI: 10.1246/cl.210028
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Yuichiro Nishizawa;Kenshiro Honda;D. Suzuki

Self-Organization of Hydrogel Microellipsoids at the Air/Water Interface During the Evaporation of Aqueous Droplet

水滴蒸发过程中水凝胶微椭球在空气/水界面的自组织

• 发表时间: 2020
• 作者: Kenshiro Honda;Yuka Sazuka;Kojiro Iizuka;Shusuke Matsui;Takayuki Uchihashi;Takuma Kureha;Mitsuhiro Shibayama;Takumi Watanabe;Daisuke Suzuki
• 通讯作者: Daisuke Suzuki