소프트 머티리얼의 상식을 뒤집는 매우 균일성이 높은 겔의 합성을 도쿄대학 물성연구소의 연구그룹이 이뤘다.
젤리로 대표되는 고분자 겔 재료는 우리 몸에 흔한 소프트 머티리얼입니다.그 용도는 기저귀나 화장품의 흡수·보수재, DNA나 단백질의 분리막, 항암제의 서방화 담체 등 폭넓다.
겔은 용액 중에서 고분자끼리를 핀류(가교)함으로써 제작된다.이 가교 반응은 용액 중에서 난잡하게 움직이는 고분자 사이에서 확률론적으로 진행되기 때문에, 형성되는 고분자 가교 구조도 필연적으로 불균일한 것이 되는 것으로 생각되어 왔다.
한편, 본 연구에서는, 겔화 전의 용액 내에서 고분자를 치밀하게 충전함으로써, 겔화 후에도 균일하게 분산된 상태를 유지할 수 있는 것을 밝혀냈다.용액 내의 공간이 항상 균일하게 채워진 상태에서 가교 반응을 진행시킴으로써, 최종적인 가교 구조도 매우 균일한 겔의 창출에 성공했다고 한다.
통상의 겔의 메쉬 구조는 불균일하기 때문에, 레이저광을 인가하면 난잡한 간섭 스폿(스펙클)이 검출된다.한편, 본 겔을 광산란이나 X선 산란으로 평가하면, 공간 불균일성을 나타내는 산란광의 스펙클은 일절 보이지 않았다.뿐만 아니라, 겔화 전후에서의 고분자 사슬의 공간 상관·시간 상관이 완전히 동일했기 때문에, 더 이상 일반적인 산란법에서는 겔화를 검출할 수 없고, 실제로 그것을 접촉해 볼 때까지, 용액 인지 젤인지 판별할 수 없다고 한다. '겔은 불균일한 망목 구조를 가진다'는 상식을 뒤집어 겔이라는 상태조차 재정의하는 것이다.
본 겔은, 구조 불균일성에 유래하는 광의 이상 산란이 일어나지 않기 때문에, 소프트 머티리얼로서 달성할 수 있는 이론 상한의 투명도를 실현하고 있어, 광섬유 등에의 응용이 기대된다.또, 본 수법에 대해서도, 고분자의 종류·반응 양식에 관계없이 폭넓은 고분자종에 적용할 수 있기 때문에, 의학, 약학, 화학, 광학, 전자공학 등 다양한 분야에의 파급 효과가 기대된다.
