시즈오카 이공과 대학 이공 학부 물질 생명 과학과의 고토바시 요헤이 강사, 쿠도 하루코씨(동학 대학원 석사 과정 2년), 오노 준야씨(동학 2016년도 졸업생)의 연구 그룹은, 폴리비닐알코올(PVA)을 간편 에 기능화하기 위한 시스템 개발에 성공했다.
PVA는 포장 필름이나 화장품 등 몸 주변의 다양한 장면에서 이용되고 있는 고분자이며, 그 생산량은 세계에서 연간 500만 톤에 달한다.
PVA의 응용 분야를 더욱 확장하기 위해서는 PVA의 성질을 제어하는 '기능화'가 필요하다.그러나, PVA는 그 구조상 기능화가 어려워, 다단계의 유기 반응이나 자외선 처리 등을 필요로 하는 결과, 고비용이 되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
이 문제 해결을 위해, 본 연구 그룹은 PVA가 가지는 디올기(2개의 알코올기)와 가역적으로 결합 가능한 벤조옥사보롤기 함유 고분자에 주목했다.벤조옥사보롤기를 함유하는 고분자를 PVA와 혼합하는 것만으로, 위험한 용매나 특수한 장치를 필요로 하지 않고, PVA를 간편하게 기능화할 수 있다.또한 기존 PVA 생산 라인에 그대로 적용할 수 있기 때문에 저비용으로 기능성 PVA를 제조할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 실제로 PVA 필름에 온도 응답성이나 pH 응답성을 부여하는 데 성공했다고 한다.필름 형성 및 기능화에 벤조옥사보롤기와 PVA의 디올기의 가역적인 공유 결합이 관련되어 있는 것을 밝혔다.본 기술을 확장하면 빛이나 자장, 소리, 특정 분자 등에 응답하는 기능성 PVA 필름을 조제할 수 있다.
기능성 PVA 필름은 다양한 센서로 응용이 가능하기 때문에 IoT 사회를 지원하는 기반 기술이 될 수 있다.또, 이 재료는 생체 적합성이 높기 때문에, 의료 분야에의 응용도 기대된다고 하고 있다.
