【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0059
利用課題名 / Title
自己修復高分子膜の作製
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
X線光電子分光（XPS（硬X線を含む））/ X-ray photoelectron spectroscopy,高機能ハイドロゲル/ Highly functional hydrogel
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
穂積 篤
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所中部センター
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
松尾 保孝,山崎 郁乃
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
多くの魚類は体表に保持した親水性粘液を利用して複数の表面機能を発現させていると同時に、体表が傷つけられた場合でも自己治癒により機能を回復させることができる。魚類体表の優れた表面機能（超親水性，水中超はつ油性，自己修復機能）に着目し、安価な材料と簡便なプロセスで成膜可能な超親水性ヒドロゲル皮膜の開発を行ってきた。これまでの研究で、20~30ミクロン程度の幅の傷を3時間程度で自己修復時間させることに成功している。本研究では、各種金属イオンドープにより自己修復時間のさらなる短縮を目指した。
実験 / Experimental
市販で購入できる粘土ナノ粒子（NC），水溶性ポリマーであるポリビニルピロリドン（PVP），水系アミノ基含有シランカップリング剤（AS）を所定の比率で水中にて混合・撹拌した後、塩化鉄（Ⅲ）を添加（0.4〜2mM）することで前駆液を調製した。得られた前駆液をSi/ガラス基材上にスピンコートし，100 ℃で1時間，加熱乾燥することにより架橋を促進させ鉄イオンドープ超親水性ヒドロゲル（Fe-NC/PVP/AS）皮膜を作製した。これらの被膜の組成をXPSにて分析した。
結果と考察 / Results and Discussion
鉄イオン添加によるFe-NC/PVP/AS皮膜表面の濡れ性（親水性）への影響はほとんど観察されなかった。自己修復に要する時間は、以前の研究では3時間程度であったが、少量の鉄イオン（例えば、0.4mM）をドープすることにより、自己修復時間を〜30分まで大幅に短縮することができた。最も鉄イオン濃度の低い試料でも、幅約20μmの切り傷は完全に消失した。以上の結果から、自己修復速度を高めるためには、少量の金属イオンの添加で十分な効果が得られることがわかった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
修復する高分子薄膜（SEM像）
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件