「光メカニカル機能を持つ時空間高分子材料の創成」
吉 田 亮
Ryo Yoshida
東京大学・大学院工学系研究科・
マテリアル工学専攻・准教授
連絡先
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専 門
「光メカニカル機能を持つ時空間高分子材料の創成」 A03班 計画研究
役割分担
「2次元の分子集合に基づく光メカニカル機能発現と応用」 A03班 計画研究
略 歴
1993年3月早稲田大学大学院理工学研究科博士課程修了、同年4月東京女子医科大学医用工学研究施設助手、工業技術院物質工学工業技術研究所研究員、筑波大学応用生物化学系講師を経て、2001年4月より東京大学大学院工学系研究科助教授（2007.4より准教授）。
学 位
工学博士（早稲田大学、1993年）
主な所属学会
高分子学会、日本バイオマテリアル学会
本特定領域での研究目標と方針
我々はこれまで、化学振動反応（BZ反応）を利用し、一定条件下で自発的に周期的リズム運動を行う新しい自励振動型の高分子およびゲルを開発した。本研究ではこの自励振動高分子にフォトクロミック部位を導入し、光異性化に伴う電荷量変化をコントロールすることでゲルの膨潤・収縮を制御し、かつ化学反応波の伝播方向制御を試みる。これにより時空間性を持った材料変形や各種生物様運動機能の光制御等、新しい光メカニカル機能材料の構築を目指す。具体的には、光照射により収縮するようなフォトクロミック機能を自励振動ゲルに付与する。このゲル膜上に光をパターン照射すると、表面に化学反応波の伝播が可能な膨潤領域がレリーフ状態として残る。自励振動に伴う化学反応波の伝播によりレリーフ表面上に自発的な蠕動運動が生じるので、このレリーフ上に物質を添加すると、回路パターンに従って自動的に物質が搬送される。レリーフは任意の回路状にパターニングが可能であり、また暗所下で膜全体を膨潤状態に戻して再びパターニングすれば書き換えも可能であることから、輸送方向が時空間的に任意に制御可能な新しい物質輸送表面の実現が期待される。このような光制御システムの構築を行う。
- S. Maeda, Y. Hara, T. Sakai, R. Yoshida and S. Hashimoto : “Self-walking gel”, Adv. Mater., 19 (21), 3480-3484 (2007).
- D. Suzuki, T. Sakai and R. Yoshida : “Self-flocculating/self-dispersing oscillation of microgels”, Angew. Chem. Int. Ed., 47, 917-920 (2008). Highlighted in Nature Materials, 7, 95 (2008).
- S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida and S. Hashimoto : “Peristaltic motion of polymer gels”, Angew. Chem. Int. Ed., 47, 6690-6693 (2008). Highlighted in Chemical & Engineering News, 86, 9 (2008).
- D. Suzuki and R. Yoshida : “Temporal control of self-oscillation for microgels by cross-linking network structure”, Macromolecules, 41 (15), 5830-5838 (2008).
- S. Shinohara, T. Seki, T. Sakai, R. Yoshida and Y. Takeoka : “Chemical and optical control of peristaltic actuator based on self-oscillating porous gel.”, Chem. Commun., 4735-4737 (2008). Highlighted in Nature Chemistry, Aug.15 (2008).
- S. Shinohara, T. Seki, T. Sakai, R. Yoshida and Y. Takeoka : “Photoregulated wormlike motion of a gel”, Angew. Chem. Int. Ed., 47, 9039-9043 (2008).
- Y. Murase, S. Maeda, S. Hashimoto and R. Yoshida : “Design of a mass transport surface utilizing peristaltic motion of a self-oscillating gel”, Langmuir, 25 (1), 483-489 (2009).
