小門 憲太

こかど けんた
Kenta Kokado
北海道大学電子科学研究所
准教授
A01

専門分野有機化学・高分子化学・超分子化学
公募班(2020-2021)

外部刺激に応答する異方伸縮ソフトクリスタルを用いた結晶変形挙動の合理的設計

キーワード
異方伸縮、ゲル、多孔性結晶、人工筋肉、架橋
関連する研究者
研究協力者: 佐田和己(北海道大学大学院理学研究院、教授)

研究概要

高分子ゲルは膨潤収縮に伴って大きな体積変化を示すために運動素子の作製に非常に適した材料であるが、その網目構造に筋肉のような規則性をもたせることは大変難しい。本研究代表者らは、金属有機構造体(Metal-Organic Framework, MOF)と呼ばれる有機配位子と金属イオンの無限周期構造の多孔性結晶をゲスト分子で架橋した後にソフト化してソフトクリスタルとすることで、結晶秩序に基づいた規則正しい網目構造を有する高分子ゲルを作製する。得られる高分子ゲルは、結晶由来の異方性に従って筋肉のような異方伸縮挙動を可逆的に示すことができる。その際に、架橋剤などに外部刺激応答性を導入することで、熱・光・電場などの外部刺激によって異方伸縮挙動を自在に操ることができれば、非常に複雑な運動素子のボトムアップ的な作製が可能になる。

可逆的な異方伸縮挙動を示すソフトクリスタル
公募班(2018-2019)

多孔性結晶のソフト化による刺激応答性異方伸縮ソフトクリスタルの開発

キーワード
多孔性結晶、架橋、異方伸縮、刺激応答性、高分子ゲル
関連する研究者
研究協力者: 佐田和己(北海道大学大学院理学研究院、教授)

研究概要

高分子ゲルは大きな体積変化を示すために運動素子の作製に非常に適した材料であるが、その網目構造に筋肉のような規則性をもたせることは大変難しい。本研究代表者らは、金属有機構造体(Metal-Organic Framework, MOF)と呼ばれる有機配位子と金属イオンの無限周期構造の多孔性結晶をゲスト分子で架橋した後にソフト化してソフトクリスタルとすることで、結晶秩序に基づいた規則正しい網目構造を有する高分子ゲルを作製する。得られる高分子ゲルは、結晶由来の異方性に従って筋肉のような異方伸縮挙動を可逆的に示すことができる。その際に、架橋剤などに外部刺激応答性を導入することで、熱・光・電場などの外部刺激によって異方伸縮挙動を自在に操ることができれば、非常に複雑な運動素子のボトムアップ的な作製が可能になる

可逆的な異方伸縮挙動を示すソフトクリスタル

研究業績

査読付学術論文

A01-11

  1. "Photo‐Induced Pyramidal Inversion Behavior of Phosphines Involved with the Aggregation‐Induced Emission (AIE) Behavior" T. Machida, T. Iwasa, T. Taketsugu, K. Sada, K. Kokado, Chemistry – A European Journal, 2020, 26, 8028-8034.
  2. "Supramolecularly Designed Thermoresponsive Polymers in Different Polymer Backbones" M. Naya, K. Kokado, K. B. Landenberger, S. Kanaoka, S. Aoshima, K. Sada, Macromolecular Chemistry and Physics, 2020, 221(5), 1900455.
  3. "Metal–organic framework tethering pH- and thermo-responsive polymer for ON–OFF controlled release of guest molecules" S. Nagata, K. Kokado, K. Sada, CrystEngCommn, 2020, 22(6), 1106-1111.
  4. "Synthesis of pyramidal tetraarylborate pentads" N. Sakamoto, M. Ohta, K. Kokado, K. Sada, New Journal of Chemistry, 2019, 43(37), 14853-14858.
  5. "Step-growth copolymerization between immobilized monomer and mobile monomer in metal-organic frameworks" S. Anan, Y. Mochizuki, K. Kokado, K. Sada, Angewandte Chemie International Edition, 2019, 58(24), 8018-8023.
  6. "Post-synthetic Modification of Metal-Organic Framework through Urethane Formation" S. Anan, K. Kokado, K. Sada, Chemistry Letters, 2019, 48(3),285-287.
  7. "Control of Aggregation-Induced Emission from a Tetraphenylethene Derivative through the Components in the Co-crystal" T. Jimbo, M. Tsuji, R. Taniguchi, K. Kokado, K. Sada, Cryst. Growth Des., 2018, 18(7), 3863-3869.

学会賞受賞

A01-11

  1. 受賞タイトル:多孔性結晶の規則性に基づく結晶精密重合系の開発 高分子学会関西支部 2019年 ヤングサイエンティスト講演賞 受賞者:小門 憲太
  2. 受賞タイトル:AIE-4 MDPI Molecules, MDPI Polymers and ACS Omega Prizes for Best Oral Presentation of Young Scientist 受賞者:小門 憲太

関連ウェブサイト
連絡先
kokado@es.hokudai.ac.jp