[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

自己修復性高分子研究を異種架橋高分子の革新的接着に展開

[スポンサーリンク]

第257回のスポットライトリサーチは、東京工業大学 大学院物質理工学院・鶴岡あゆ子さんにお願いしました。

鶴岡さんの所属する大塚研究室では、可逆性のある「動的共有結合」に着目した高分子化学を展開されています。今回の成果はその特異な性質を高分子材料の接着・融合に活用したものです。Angew. Chem. Int. Ed.誌 原著論文・プレスリリースとして公開されています。

“Fusion of Different Crosslinked Polymers Based on Dynamic Disulfide Exchange”
Tsuruoka, A.;  Takahashi, A.; Aoki, D.;  Otsuka, H. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4294. doi:10.1002/anie.201913430

研究室を主宰されている大塚英幸 教授から、鶴岡さんについて以下のコメントを頂いています。それでは今回もインタビューをお楽しみください!

 鶴岡さんは、緻密に物事を考えて着実に実験を進める能力、さらには自分で深く考えて議論ができる能力を併せ持つ優秀な学生で、自分の殻に閉じこもることなく、貪欲に幅広い知識を吸収し、情熱的に周囲を巻き込みながら研究を展開して今回の素晴らしい成果に繋げてくれました。誰にも負けない研究への情熱と諦めずに頑張った努力が結実したのではないかと思います。

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

可逆的に交換可能な動的共有結合を利用して、異種(例えばAとB)の架橋高分子を融合する新規手法を開発しました。三次元網目構造を有する架橋高分子は、溶解性や溶融性を示さないため、再加工やリサイクルが困難であり、異種の架橋高分子同士を分子レベルで接着(融合)させるには大きなブレイクスルーが必要でした。動的共有結合を導入した架橋高分子は、可逆的に組み変わる結合交換反応によって自己修復することができます。今回の論文では、この自己修復の現象が、同一骨格を有する架橋高分子同士の融合現象(AとA同士の融合)であることに着目し、異種の架橋高分子間の融合(AとBの融合)にこの反応を展開しました。具体的には、ジスルフィド系の動的共有結合を導入した2種類の架橋高分子を粉末状にして混合・加熱するだけの簡便な操作により、異種架橋高分子を分子レベルで接着させ、単一の原料とは異なる物性を示す新たな架橋高分子材料を作製できることを実証しました。

図1 架橋高分子の融合(模式図)と粉末状の架橋高分子を用いた加熱前後のサンプル外観の変化

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

工夫した点は、粉砕粉末を使用して力学物性制御を達成した点です。一般的な接着や自己修復試験を参考に架橋フィルムを用いて検討を始めた当初は、現象の進行の有無も分からず、対照実験との差が明確に見られないなど、有意なデータが出ずに苦しみました。その後、再成形試験を参考に粉砕粉末を用いることで融合界面の割合が増え、様々な情報を得ることができるようになりました。二種類の架橋体粉末の比率によって力学物性が系統的に変化したデータが初めて取れた時には、かなり安堵したのを覚えています。また、苦しい中でもこの研究自体が自分にとって興味深かったことがモチベーションになっていたので、研究テーマには思い入れがあります。

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

研究アイデア自体の新規性が高いことに加え、架橋高分子は直接的な現象解析が難しい材料であるため、反応が進行している明確な証拠を得ることが難しかったところです。異種材料間の反応に関する研究は様々な分野に跨っているため文献が散逸しており、実験手法も分野によって異なります。その中から自分の研究に適した実験手法・解析手法を手探りで構築していくことに常に苦戦していました。研究室の先輩にアドバイスを貰ったり、適用できるかもしれないと思った手法をとにかく試してみたりしていく過程で、自分の技術的な課題や実験手法の問題点が徐々にわかるようになり、どうにか再現性の取れる実験手法に辿りつくことが出来ました。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

私が所属した大塚研究室では、低分子の合成から高分子の物性までを研究対象としていたため、低分子から高分子材料まで取り扱い、分子レベルの化学の考え方が連鎖・集積して材料物性にまで繋がること、広いスケールで色々な論理が絡み合っている複雑さなどを、自分の手で実感することが出来ました。修了後は、企業で材料開発に携わることになると思いますが、材料のスケールが変わっても扱っているのは化学の現象で、これまでの研究で考えてきた論理の連鎖・集積だということを念頭に、一端ながら化学や材料の発展に携わっていければと考えています。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

私の研究生活の反省も兼ねてですが、やはり狭い範囲、例えば一人、一つのテーマ、狭いコミュニティで物事を考えていると盲点が沢山出来るということです。他のメンバーの実験を聞いて初めて新しい手法を思いついたり、学会に出て研究室の研究の進め方の偏りが見えてきたり、分野を渡り歩いてきた先生方の知識や発想力に感服したりすることは沢山ありました。知識は多くて困ることはありません。知識の範囲も興味の範囲も広げていって新しい視点をどんどん得てこそ斬新なアイデアを出せるのだろうと思います。「これは自分の専門外」と考えることなく、自分の抽斗の中に様々な知識を増やして欲しいと思います。

最後になりましたが、ご指導頂きました大塚教授・青木助教、ならびにご助力頂きました皆様に心より感謝申し上げます。

研究者の略歴

名前:鶴岡 あゆ子
所属:東京工業大学 物質理工学院 応用化学系 大塚研究室
研究テーマ:可逆的な結合の熱交換反応に基づく異種架橋網目の融合

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. TMSClを使ってチタンを再生!チタン触媒を用いたケトン合成
  2. 有機合成化学協会誌2023年1月号:[1,3]-アルコキシ転位・…
  3. カーボンニュートラル材料とマテリアルズ・インフォマティクス活用で…
  4. 10手で陥落!(+)-pepluanol Aの全合成
  5. natureasia.com & Natureダイジェ…
  6. アフリカの化学ってどうよ?
  7. 水素社会実現に向けた連続フロー合成法を新開発
  8. 国際宇宙ステーション「きぼう」日本実験棟でのColloidal …

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用とは?
  2. 第80回―「グリーンな変換を実現する有機金属触媒」David Milstein教授
  3. 超難溶性ポリマーを水溶化するナノカプセル
  4. ウォーレン有機合成: 逆合成からのアプローチ
  5. 第98回日本化学会春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part III
  6. 研究者のためのマテリアルズインフォティクス入門コンテンツ3選【無料】
  7. 【速報】2015年ノーベル生理学・医学賞ー医薬品につながる天然物化学研究へ
  8. 第38回「分子組織化の多様な側面を理解する」Neil Champness教授
  9. 化学物質はなぜ嫌われるのか
  10. 【ジーシー】新卒採用情報(2025卒)

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2020年4月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

活性酸素を効率よく安定に生成できる分子光触媒 〜ポルフィリンと分子状タングステン酸化物を複合化〜

第596回のスポットライトリサーチは、東京大学 大学院工学系研究科(山口研究室)修士課程 2年の山口…

Utilization of Spectral Data for Materials Informatics ー Feature Extraction and Analysis ー(スペクトルデータのマテリアルズ・インフォマティクスへの活用 ー 特徴量抽出と解析 ー)

開催日2024年2月28日:申込みはこちら■Background of this seminar…

電解液中のイオンが電気化学反応の選択性を決定する

第595回のスポットライトリサーチは、物質・材料研究機構(NIMS) 若手国際研究センター(ICYS…

第10回 野依フォーラム若手育成塾

野依フォーラム若手育成塾について野依フォーラム若手育成塾では、国際企業に通用するリーダー…

【書評】スキルアップ有機化学 しっかり身につく基礎の基礎

東京化学同人より 2024 年 2 月 16 日に刊行された、「スキルアップ有機…

“逆転の発想”で世界最高のプロトン伝導度を示す新物質を発見

第594回のスポットライトリサーチは、東京工業大学 理学院 化学系 八島研究室の齊藤 馨(さいとう …

第17回日本化学連合シンポジウム「防災と化学」

開催趣旨能登半島地震で罹災された方々に、心からお見舞い申し上げます。自然災害、疾病、火災、事…

溶液中での安定性と反応性を両立した金ナノ粒子触媒の開発

第593回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院工学系研究科(山口研究室)博士後期課程3年の夏 …

DeuNet (重水素化ネットワーク)

Deunet とは?重水素化ネットワーク (The Duteration Network, De…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける分子生成の応用 ー新しい天然有機化合物の生成を目指すー

開催日 2024/2/21 申し込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP