研究テーマ

低分子よりも格段に遅い高分子の分子運動性と、そこから生み出される階層構造は、高分子らしさの本質であり、多彩な性能・機能の源である。当研究室では、高分子の構造と運動の複雑な協調性を理解し、それをダイナミックに制御することを通じて、高分子の新たな機能や、持続可能な社会の実現に資する環境高分子材料の開発を行っている。

動的結合を利用した高分子材料の機能開拓：

可逆的な共有結合や分子間相互作用などの過渡的な結合を動的結合と呼ぶ。動的結合を導入すると、結合の解離・会合・交換を通じて高分子材料の構造をダイナミックに変化させることが可能になる。この動的な過程を適切な分子設計により制御し、疲労回復性や自己修復性などのユニークな機能を有する材料を開拓している。

海洋生分解性を有するタフポリマーの開発：

生分解性高分子には既に実用化されたものもあるが、微生物の密度が低い海洋環境で生分解性が確認されている高分子は極めて少ない。また、材料の耐久性や強靭性と生分解性は、材料設計上、相反する関係にあり、両立しがたい。当研究室では、特定の刺激のもとで解離する動的結合を用いて、十分に実用的な材料特性と、海洋中で確実に二酸化炭素と水まで変換される生分解性を兼ね備えた材料の開発にも取り組んでいる。

架橋高分子サイエンスの深化：

ゴムやゲルといった大変形する材料は、高分子鎖どうしを架橋した三次元網目でできている。一般的な高分子網目に含まれる構造の不均一は物性の低下を招く。また、動的結合を用いて架橋した高分子は一般的な架橋高分子にはない特徴をもつ。星形高分子から合成される構造均一な高分子網目と、高分子網目への動的結合導入を基盤として、架橋高分子の変形挙動への理解を深め、従来材料を超える高性能な材料の開発につなげる研究に取り組んでいる。

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