「인장하면 튼튼해진다」 자기보강겔을 도쿄대학 그룹이 개발했다.
종래의 고강도 겔은, 「희생 결합」이라고 불리는 깨지기 쉬운 결합을 내부에 도입한 것이 주류로, 변형시에 희생 결합을 선택적으로 파단시킴으로써 겔 전체로서는 파괴를 면치해 강인성을 향상 하고 있다.그러나, 파단된 결합이 회복되기까지는 시간을 필요로 하기 때문에, 반복 큰 변형이 가해지는 용도에 있어서는 난점이 되고 있었다.
한편, 본 연구에 의해 세계 최초로 개발한 것은 결합의 파괴를 수반하지 않는 자기 보강 효과를 이용한 고분자 겔.뛰어난 강인성을 나타내는 「환동 겔」(고분자 사슬을 환상 분자로 연결한 고분자 겔)을 사용한 후, 고분자 사슬이 균일하게 변형되도록 구조를 적절하게 조정함으로써, 신장시에 「신장 유도 결정화」를 일으키는 것에 그 특징이 있다.신장 유도 결정화는 천연 고무의 강인화 기구로 알려져 있으며, 늘어난 고분자 사슬이 서로 모여서 결정화함으로써 딱딱해지는 현상이며, 부하가 가해져도 겔의 파단을 억제한다 수 있습니다.신장 유도 결정은 힘을 제거하면 즉시 사라지고 원래 상태로 돌아가므로 자기 보강 겔은 세계 최고 수준의 (기존의 고리 동 겔의 10 배 이상) 강인성과 거의 100 %의 회복성 를 겸비한다고 한다.
본 연구 성과는 옛날부터 알려져 있던 신장 유도 결정화가 고무뿐만 아니라 용매를 다량으로 포함하는 겔 재료에 있어서도 유효하다는 것을 세계에서 처음으로 나타낸 것이다.물을 주성분으로 하는 고분자 겔은 높은 생체 적합성을 갖고, 인체에 매립하는 생체 재료에의 응용이 가능하기 때문에, 이번에 개발된 자기 보강 겔은, 반복 큰 부하가 걸려도 일정한 역학 응답을 나타내는 것이 요구되는 인공 인대·관절 등의 인공 운동기에의 응용으로 이어질 것으로 기대된다.
논문 정보:【Science】Tough Hydrogels with Rapid Self-reinforcement
