| 【論文・著書】【口頭発表・講演】【特許】【受賞】 |
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| 自励振動高分子を用いた機能性表面の創製 |
| 吉田亮 |
| 【成果の概要】 |
我々はこれまで、心臓の拍動のように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。TCA回路のように循環する反応回路を持つ化学振動反応をゲル内で引き起こし、その化学エネルギーを力学エネルギーに転換する分子設計を行うことにより、高分子鎖の自励的な伸縮振動、およびゲルの膨潤収縮振動を生み出すことに成功した。これら自励振動型の高分子鎖やナノゲル微粒子をナノ振動子として基板上にグラフトあるいはアレイ化し、自発的に生じる化学反応波の伝播（振動子が空間的な広がりを持ったときに振動のリズムが波として伝播する現象）と共に、表面に添加したナノ微粒子や生体分子、細胞等を自動的に輸送し集積化する。添加のタイミングや波の伝播挙動をコントロールすることにより、最終的に欲しいナノ組織構造を作り上げる「ナノ搬送システム（ナノコンベア）」として、新しい機能性表面の構築を目指す。
このためにまず、自励振動ゲルシートを用いて化学反応波の伝播挙動を解析し、バルク材料としての振動表面特性を明らかにすることを試みた。また、沈殿重合によりサブミクロンサイズの自励振動ゲル微粒子を作成し、ナノ振動子としての振動挙動を解析した。前者の検討では、大きな変位を生み出すことを目的とし、従来の組成に対し第三成分として2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic
acid (AMPS)を加えたシート状の自励振動ゲルを作製した。化学反応波が伝播する際に15
%程度(100〜200μm)の厚み変化が生じることを確認した。また、化学反応波の伝播で生じる傾斜を利用し、円柱状のpoly(acrylamide)
gel (直径約1
mm)が化学反応波の進行方向に沿って輸送される現象を確認した（左図）。ゲル内で自発的に生じる化学反応波の伝播を利用して添加した物質を輸送する、新しい機能性表面としての可能性が示された。また化学反応波の伝播に伴うゲルの蠕動運動を構造色変化により観察した研究成果は、Nature
Chemistryで紹介された（2008年8月）。併せて、BZ反応の金属触媒Ru(bpy)3をゲル微粒子内に組み込むことにより、自律的に体積振動する単粒子分散のゲル微粒子を作製した。このとき、Ru(bpy)3モノマーは沈殿重合中の凝集核に安定性を付与し、得られる粒子径を小さくする効果が認められた。ゲル微粒子の架橋密度や温度・粒子濃度を変化させることによって、振動周期や振幅を制御することが可能であった。特に、ゲル微粒子の相転移温度付近において自律的に分散・凝集する現象を見出した（右図）。この研究成果はNature
Materialsで紹介された（2008年2月）。
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| Left: Schematic illustration of mass
transport using the peristaltic motion of the gel
(Angew. Chem. Int. Ed., 47, 6690 (2008)). Right:
Self-flocculating/self-dispersing oscillation of
microgels (Angew. Chem. Int. Ed., 47, 917
(2008)). | |
【論文・著書】【口頭発表・講演】【特許】【受賞】 |
| 【主な論文・著書】 |
| 著者 |
日高未央、吉田 亮 |
| 表題 |
Self-Oscillating Gel
Composed of Thermosensitive Polymer Exhibiting Higher
LCS |
| 発表先 |
J. Controlled
Release |
| 掲載日 |
|
| 著者 |
上野智永、文堂可織、赤木友紀、酒井崇匡、吉田 亮 |
| 表題 |
Autonomous viscosity
oscillation by reversible complex formation of
terpyridine-terminated poly(ethylene glycol) in the BZ
reaction |
| 発表先 |
Soft Matter |
| 掲載日 |
2010/12/1 |
| 著者 |
村瀬陽子、日高未央、吉田 亮 |
| 表題 |
Self-driven gel
conveyer: Autonomous transportation by peristaltic
motion of self-oscillating gel |
| 発表先 |
Sensors and Actuators
B: Chemical |
| 掲載日 |
2010/9/1 |
| 著者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating gels
driven by the Belousov-Zhabotinsky reaction as novel
smart materials |
| 発表先 |
Advanced
Materials |
| 掲載日 |
2010/4/1 |
|
| 著者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Development of
self-oscillating polymers and gels with autonomous
function |
| 発表先 |
Polymer J. |
| 掲載日 |
2010/4/1 | |
| 著者 |
谷口 一、鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
Characterization of autonomously
oscillating viscosity induced by
swelling/deswelling oscillation of the
microgels |
| 発表先 |
J. Phys. Chem.
B |
| 掲載日 |
2010/2/1 | |
| 著者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
Synthesis and
characterization of submicron-sized,
self-oscillating hydrogel particles |
| 発表先 |
Trans. Mater.
Res. Soc. Japan |
| 掲載日 |
2009/11/1 | |
| 著者 |
村瀬陽子、竹島怜爾、吉田 亮 |
| 表題 |
Design of mass
transport surface using self-oscillating gel |
| 発表先 |
Trans. Mater.
Res. Soc. Japan |
| 掲載日 |
2009/10/1 | |
| 著者 |
原 雄介、吉田 亮 |
| 表題 |
Influence of a
positively charged moiety on
aggregation-disaggregation self-oscillation
induced by the BZ reaction |
| 発表先 |
Macromol. Chem.
Phys. |
| 掲載日 |
2009/10/1 | |
| 著者 |
鈴木大介、谷口 一、吉田 亮 |
| 表題 |
Autonomously
oscillating viscosity in microgel
dispersions |
| 発表先 |
J. Am. Chem.
Soc. |
| 掲載日 |
2009/9/1 | |
| 著者 |
吉田 亮、酒井崇匡、原 雄介*、前田真吾*、橋本周司*、鈴木大介、村瀬陽子 |
| 表題 |
Self-oscillating gel as novel
biomimetic materials |
| 発表先 |
J. Controlled
Release |
| 掲載日 |
2009/5/1 | |
| 著者 |
村瀬陽子、前田真吾、橋本周司、吉田 亮 |
| 表題 |
Design of a
mass transport surface utilizing peristaltic
motion of a self-oscillating gel |
| 発表先 |
Langmuir |
| 掲載日 |
2009/1/1 | |
| 著者 |
前田真吾、原 雄介、吉田 亮、橋本周司 |
| 表題 |
Self-oscillating gel actuator for
chemical robotics |
| 発表先 |
Advanced
Robotics |
| 掲載日 |
2008/11/1 | |
| 著者 |
前田真吾、原 雄介、吉田 亮、橋本周司 |
| 表題 |
化学ロボットの実現を目指した自励振動ゲルアクチュエータの創製 |
| 発表先 |
高分子論文集 |
| 掲載日 |
2008/10/1 | |
| 著者 |
篠原修一、関 隆広、酒井崇匡、吉田 亮、竹岡敬和 |
| 表題 |
Photoregulated
wormlike motion of a gel |
| 発表先 |
Angew. Chem.
Int. Ed. |
| 掲載日 |
2008/10/1 | |
| 著者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
Effect of
initial substrate concentration of the
Belousov-Zhabotinsky reaction on self-oscillation
for microgel system |
| 発表先 |
J. Phys. Chem.
B |
| 掲載日 |
2008/9/1 | |
| 著者 |
篠原修一、関 隆広、酒井崇匡、吉田 亮、竹岡敬和 |
| 表題 |
Chemical and
optical control of peristaltic actuator based on
self-oscillating porous gel |
| 発表先 |
Chem.
Commun. |
| 掲載日 |
2008/8/1 | |
| 著者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
Temporal
control of self-oscillation for microgels by
cross-linking network structure |
| 発表先 |
Macromolecules |
| 掲載日 |
2008/8/1 | |
| 著者 |
前田真吾、原 雄介、吉田 亮、橋本周司 |
| 表題 |
Peristaltic
motion of polymer gels |
| 発表先 |
Angew. Chem.
Int. Ed. |
| 掲載日 |
2008/8/1 | |
| 著者 |
原 雄介、吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating polymer fueled by
organic acid |
| 発表先 |
J. Phys. Chem.
B |
| 掲載日 |
2008/7/1 | |
| 著者 |
原 雄介、吉田 亮 |
| 表題 |
A viscosity
self-oscillation of polymer solution induced by
the BZ reaction under acid-free condition |
| 発表先 |
J. Chem.
Phys. |
| 掲載日 |
2008/6/1 | |
| 著者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating polymer and gels
as novel biomimetic materials |
| 発表先 |
Bull. Chem.
Soc. Jpn |
| 掲載日 |
2008/6/1 | |
| 著者 |
前田真吾、原雄介、橋本周司、吉田 亮 |
| 表題 |
Control of the
dynamic motion of a gel actuator driven by the
Belousov-Zhabotinsky reaction |
| 発表先 |
Macromolecular
Rapid Communications |
| 掲載日 |
2008/3/1 | |
| 著者 |
立山真司、澁田 靖、吉田 亮 |
| 表題 |
Direction
control of chemical wave propagation in
self-oscillating gel array |
| 発表先 |
J. Phys. Chem.
B |
| 掲載日 |
2008/2/1 | |
| 著者 |
鈴木大介、酒井崇匡、吉田 亮 |
| 表題 |
Self-flocculating/self-dispersing
oscillation of microgels |
| 発表先 |
Angew. Chem.
Int. Ed. |
| 掲載日 |
2008/1/1 | |
| 著者 |
前田真吾、原 雄介、酒井崇匡、吉田 亮、橋本周司 |
| 表題 |
Self-walking
gel |
| 発表先 |
Adv.
Mater. |
| 掲載日 |
2007/11/1 | | |
| 【主な発表・講演】 |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating
polymers and gels as novel biomimetic materials |
| 発表の場 |
6th international
symposium Stimuli-responsive Materials 2010,
Hattiesburg, USA |
| 発表日 |
2010/10/26 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating
polymer gels as smart materials |
| 発表の場 |
Non-linear Dynamics
and Self-Organization in Chemical Systems Workshop,
Bordeaux, France |
| 発表日 |
2010/10/18 | |
| 発表者 |
日高未央、高本陽子、吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動ゲルの蠕動運動を用いた物質輸送システム構築のための表面設計 |
| 発表の場 |
第59回高分子討論会 |
| 発表日 |
2010/9/17 | |
| 発表者 |
鈴木聖一、吉田 亮 |
| 表題 |
離散配置した自励振動ゲル複合構造体作製による振動方向制御 |
| 発表の場 |
第59回高分子討論会 |
| 発表日 |
2010/9/17 | |
| 発表者 |
上野智永、文堂可織、赤木友紀、酒井崇匡、吉田 亮 |
| 表題 |
Terpyridine末端修飾PEG鎖の可逆的な錯形成を利用したBZ反応中での粘度振動 |
| 発表の場 |
第59回高分子討論会 |
| 発表日 |
2010/9/16 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating gels
as novel biomimetic materials |
| 発表の場 |
US-Japan Workshop on
Reconfigurable Multifunctional Systems: Bio-Inspired and
Materials & Morphing Structures, Sapporo,
Japan |
| 発表日 |
2010/9/8 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
時空間機能をもつ自己組織化マテリアルとしての高分子ゲル |
| 発表の場 |
応用数学連携フォーラム第13回ワークショップ |
| 発表日 |
2010/8/2 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
高分子ゲルのバイオミメティック材料としての新展開 |
| 発表の場 |
第37回高分子学会湘南地区講演会 |
| 発表日 |
2010/6/18 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Novel biomimetic
polymer gel: “Self-oscillating” gel |
| 発表の場 |
International
Symposium on Polymer Chemistry, PC2010, Suzhou,
China |
| 発表日 |
2010/6/2 | |
| 発表者 |
Yoko Murase, Mio
Hidaka, Ryo Yoshida |
| 表題 |
Design of novel mass
transport surfaces utilizing self-oscillating polymer
and gel |
| 発表の場 |
第59回高分子学会年次大会 |
| 発表日 |
2010/5/27 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
高分子ゲルの新しいバイオミメティック材料としての展開 |
| 発表の場 |
日本医工学治療学会 第26学術大会 |
| 発表日 |
2010/4/3 | |
| 発表者 |
日高未央、村瀬陽子、吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動ゲルの蠕動運動を利用した新規物質輸送表面の設計と輸送機能評価 |
| 発表の場 |
第21回高分子ゲル研究討論会 |
| 発表日 |
2010/1/13 | |
| 発表者 |
山本達也、○清野紘史、吉田 亮 |
| 表題 |
LCST変化を誘起するフォトクロミック部位を導入した自励振動高分子の作製と振動の光制御 |
| 発表の場 |
第21回高分子ゲル研究討論会 |
| 発表日 |
2010/1/13 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Novel biomimetic
polymer gel: “Self-oscillating gel" |
| 発表の場 |
2010 RIKEN
Conference, Soft Materials & Interfaces |
| 発表日 |
2010/1/12 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動ゲルの創製とバイオミメティック材料としての展開 |
| 発表の場 |
第31回日本バイオマテリアル学会大会 |
| 発表日 |
2009/11/17 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Development of
self-oscillating gel for novel biomimetic
materials |
| 発表の場 |
Japan-America
Frontiers of Engineering Symposium (JAFOE) |
| 発表日 |
2009/11/9 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating gel
as novel biomimetic materials |
| 発表の場 |
International
Symposium on Engineering Neo-Biomimetics -Toward
Paradigm Shift for Innovation- |
| 発表日 |
2009/10/2 | |
| 発表者 |
山本達也、吉田 亮 |
| 表題 |
LCST変化を誘起するフォトクロミック部位を導入した自励振動高分子の作製と振動の光制御 |
| 発表の場 |
第58回高分子討論会 |
| 発表日 |
2009/9/16 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
自律応答機能を有する高分子ゲルの創製（招待講演） |
| 発表の場 |
第58回高分子討論会 |
| 発表日 |
2009/9/16 | |
| 発表者 |
村瀬陽子、竹島怜爾、日高未央、吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動ゲルの蠕動運動を利用した新規物質輸送表面の設計と輸送能評価 |
| 発表の場 |
第58回高分子討論会 |
| 発表日 |
2009/9/16 | |
| 発表者 |
鈴木大介、谷口 一、吉田 亮 |
| 表題 |
時空間構造制御による高分子微粒子分散液の新機能創出 |
| 発表の場 |
第58回高分子討論会 |
| 発表日 |
2009/9/16 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
ゲルの新機能創出：時空間構造を持つ4次元マテリアルの創製 |
| 発表の場 |
09-1高分子学会講演会 主題＝高分子科学、私のマイルストーン |
| 発表日 |
2009/7/10 | |
| 発表者 |
吉田 亮、酒井崇匡、原 雄介、前田真吾、橋本周司、鈴木大介、村瀬陽子 |
| 表題 |
Self-oscillating gels
as novel biomimetic materials |
| 発表の場 |
14th International
Symposium on Recent Advances in Drug Delivery
Systems |
| 発表日 |
2009/2/15 | |
| 発表者 |
村瀬陽子、竹島怜爾、吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動ゲルの蠕動運動を利用した新規物質輸送表面の創製 |
| 発表の場 |
第20回高分子ゲル研究討論会 |
| 発表日 |
2009/1/15 | |
| 発表者 |
山本達也、吉田 亮 |
| 表題 |
フォトクロミズムによる自励振動ゲルの光制御 |
| 発表の場 |
第20回高分子ゲル研究討論会 |
| 発表日 |
2009/1/14 | |
| 発表者 |
鈴木大介、谷口 一、吉田 亮 |
| 表題 |
コロイド分散系の周期的時空間構造制御によるレオロジー挙動の検討 |
| 発表の場 |
第20回高分子ゲル研究討論会 |
| 発表日 |
2009/1/14 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating gels
as smart materials |
| 発表の場 |
The IUMRS
International Conference in Asia 2008
(IUMRS-ICA2008) |
| 発表日 |
2008/12/13 | |
| 発表者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
Control of
spatio-temporal structure for polymer microgel toward
advanced functional materials |
| 発表の場 |
The IUMRS
International Conference in Asia 2008
(IUMRS-ICA2008) |
| 発表日 |
2008/12/11 | |
| 発表者 |
村瀬陽子、竹島怜爾、吉田 亮 |
| 表題 |
Design of mass
transport surface using self-oscillating gel |
| 発表の場 |
The IUMRS
International Conference in Asia 2008
(IUMRS-ICA2008) |
| 発表日 |
2008/12/10 | |
| 発表者 |
山本達也、吉田 亮 |
| 表題 |
フォトクロミズムによる自励振動ゲルの光制御 |
| 発表の場 |
第57回高分子討論会 |
| 発表日 |
2008/9/26 | |
| 発表者 |
木下真玲央、原 雄介、吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動ゲルの生体環境下での機能発現の試み |
| 発表の場 |
第57回高分子討論会 |
| 発表日 |
2008/9/26 | |
| 発表者 |
村瀬陽子、竹島怜爾、前田真吾、橋本周司、吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動ゲルの蠕動運動を利用した新規物質輸送表面の創製 |
| 発表の場 |
第57回高分子討論会 |
| 発表日 |
2008/9/25 | |
| 発表者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
高機能材料を目指した高分子微粒子の時空間構造制御 |
| 発表の場 |
第57回高分子討論会 |
| 発表日 |
2008/9/25 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating gel
as smart materials |
| 発表の場 |
Third International
Conference Smart Materials, Structures &
Systems(CIMTEC) |
| 発表日 |
2008/6/9 | |
| 発表者 |
木下真玲央、酒井崇匡、原 雄介、前田真吾、橋本周司、吉田 亮 |
| 表題 |
生体環境下での駆動を目指した自励振動ゲルの設計と機能制御 |
| 発表の場 |
第57回高分子学会年次大会 |
| 発表日 |
2008/5/28 | |
| 発表者 |
村瀬陽子、前田真吾、橋本周司、吉田 亮 |
| 表題 |
自励振動高分子を用いた新規物質輸送表面の創製 |
| 発表の場 |
第57回高分子学会年次大会 |
| 発表日 |
2008/5/28 | |
| 発表者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
時空間機能を有したゲル微粒子の創製と機能評価 |
| 発表の場 |
第57回高分子学会年次大会 |
| 発表日 |
2008/5/28 | |
| 発表者 |
吉田 亮、木下真玲央、酒井崇匡、原 雄介、前田真吾、橋本周司 |
| 表題 |
Design of
self-oscillating polymer and gel for biomimetic
materials |
| 発表の場 |
235th American
Chemical Society National Meeting &
Exposition |
| 発表日 |
2008/4/6 | |
| 発表者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
Synthesis and
characterization of self-oscilllating microgel
particles |
| 発表の場 |
235th American
Chemical Society National Meeting &
Exposition |
| 発表日 |
2008/4/6 | |
| 発表者 |
村瀬陽子、酒井崇匡、前田真吾、吉田 亮 |
| 表題 |
Design of
functional surfaces using self-oscillating
gels |
| 発表の場 |
235th American
Chemical Society National Meeting &
Exposition |
| 発表日 |
2008/4/6 | |
| 発表者 |
前田真吾、原 雄介、吉田 亮、橋本周司 |
| 表題 |
Design of the
dynamic motion of self-oscillating gel |
| 発表の場 |
235th American
Chemical Society National Meeting &
Exposition |
| 発表日 |
2008/4/6 | |
| 発表者 |
鈴木大介、吉田 亮（東大院工） |
| 表題 |
沈殿重合による自励振動ゲル微粒子の合成とその機能評価 |
| 発表の場 |
第19回高分子ゲル研究討論会 |
| 発表日 |
2008/1/16 | |
| 発表者 |
木下真玲央、前田真吾、橋本周司、原雄介、酒井崇匡、吉田 亮 |
| 表題 |
生体環境下での駆動を目指した自励振動ゲルの設計と機能制御 |
| 発表の場 |
第19回高分子ゲル研究討論会 |
| 発表日 |
2008/1/16 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating gel as novel
biomimetic materials |
| 発表の場 |
The 18th
Symposium of the Materials Research Society of
Japan |
| 発表日 |
2007/12/9 | |
| 発表者 |
吉田 亮 |
| 表題 |
Design of novel
biomimetic gels with temporal structure |
| 発表の場 |
The 10th
Pacific Polymer Conference (PPC10) |
| 発表日 |
2007/12/6 | |
| 発表者 |
鈴木大介、吉田 亮 |
| 表題 |
Self-oscillating microgels for
novel functional materials. |
| 発表の場 |
The 10th
Pacific Polymer Conference (PPC10) |
| 発表日 |
2007/12/6 | |
| 【特許】 |
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| 【受賞】 |
| 賞の名称 |
平成21年度高分子学会Wiley賞 |
| 団体機関 |
高分子学会 |
| タイトル |
自律応答機能を有する高分子ゲルの創製 |
| 受賞日 |
2009/9/17 | | |
