NEDO若サポ
Research
研究内容
高分子材料が循環する社会の実現を目指し、分子設計から分解・再利用までを化学の視点で研究しています。
Overview
6つの研究テーマ
当研究室では「高機能な分解性ポリマー」「自己組織化を利用した機能材料創製」「既存のプラスチックのアップサイクル」を主な研究テーマとしています。環境調和型材料を主な用途として考えていますが、一部はバイオマテリアルとして医療への応用も視野に入れています。
Resources
外部サイトでの公開資料
01
Degradable Polymers
高機能な
分解性ポリマー
生分解性ポリマーは「生体または微生物の作用により水と二酸化炭素などの最小分子にまで分解される」ポリマーと定義されます（参照：辻秀人著『生分解性高分子の科学』コロナ社）。
本研究では、分解する骨格を持ちながら、側鎖によって「水に溶ける」「イオンと相互作用する」「温度・光に応答する」「秩序構造を形成する」などの機能も備えた高機能な分解性ポリマーを開発し、既存の非分解性機能材料の代替を目指します。
一部は、分解可能なバイオマテリアルとして生体適合性や抗菌性を示すものも開発しています。さらに、原料を天然物質とすることで、炭素循環への寄与にも貢献します。
02
Self-Assembly
自己組織化を利用した
機能材料創製
分子が相互作用によって集合し、自発的に配列したり、秩序のある構造を形成することを自己組織化と呼びます。DNAの二重らせんやタンパク質の高次構造などが有名な例で、自然界では非常に精緻なナノ構造が構築され、さまざまな生物機能を発揮しています。
高分子や有機材料においても、自己組織化によるナノ構造制御に立脚した機能材料開発が盛んに行われています。当研究室でも、分解性ポリマーの高機能化のもう一つの手段として自己組織化を取り入れています。
例えば、ナノ形態の制御によって組織や細胞に対する作用を変化させたり、剛直部位のナノ相分離による力学特性の向上などを達成しています。
03
Upcycling
既存プラスチックの
アップサイクル
材料を元の状態に戻し、同じ用途で再利用するリサイクルに対して、付加価値のある別の用途に展開することをアップサイクル（アップサイクリング）と言います。
飲料ボトルなどに利用されるポリ（エチレンテレフタレート）（PET）のリサイクルは、世界規模で研究が進められています。現在は廃PETを洗浄して再成形するメカニカル（マテリアル）リサイクルが主流ですが、化学反応によってモノマーまで戻すケミカルリサイクルは、純度の高いPETを再生できる点で期待されています。
触媒的化学反応を活用すれば、PETからさまざまな芳香族化合物を作ることもできます。それらを機能性ポリマーの原料、光・電子材料、医薬品前駆体などへ応用し、廃棄物の資源としての有用性を高めることを目指します。
