よく伸び自己修復・形状記憶する新素材を“ごみゼロ”で調製することに成功

・タンニン酸 (TA) と超高分子量のポリエチレングリコール (PEO) を水中で混合すると、よく伸張するゲル (TaPeO ゲル) を得ることを見出しました。
・TaPeO ゲルを乾燥させると、プラスチック状の素材ができました。この乾燥 TaPeO ゲルは強靭かつ軽量で、自己修復能や形状記憶能を有していることを確認しました。
・TaPeO ゲルを調製する際に生じる不要な上清を乾燥させると、驚異の伸張性を示すフィルム (TaPeO フィルム) を得ることができました。今後、本素材を医療素材などに応用していく予定です。

　熊本大学大学院先導機構/大学院生命科学研究部 (薬学系) の東 大志准教授、同大学大学院薬学教育部博士前期課程２年の後藤唯花大学院生（当時）らのグループは、タンニン酸 (TA) と超高分子量のポリエチレングリコール (PEO) を水中で混合すると、ゴム状によく伸びるゲル (TaPeO ゲル) が得られることを明らかにしました。TaPeO ゲルを水分を含んだ状態で引っ張るとよく伸び、最大 1,000% の伸長率を示しました。また、TaPeO ゲルを乾燥させると、軽量で強靭なプラスチック様の素材に変化しました。大変ユニークなことに、乾燥 TaPeO ゲルを破断しても、破断面をお湯に浸し再接着させると、元通りになりました。また、乾燥 TaPeO ゲル自体は固い素材ですが、お湯に浸して応力を加えると変形可能でした。変形した素材を再度お湯に浸すと、最初の形に戻ったことから、乾燥 TaPeO ゲルは形状記憶能を有することが分かりました。さらに、TaPeO ゲルを調製する際に生じる不要な上清を捨てずに乾燥すると、伸長率1,500% 以上と、今回使用した試験機では測定できないほどよく伸びるフィルム (TaPeO フィルム) を調製することができました。すなわち、TA と PEO を用いると、“ごみゼロ”で強くて賢いゲルやフィルムを調製することができました。今後、本素材を医療素材などに応用していく予定です。

　本研究成果は、国際科学雑誌｢Results in Materials｣において、令和 5 年 7 月 31 日に公開されました。本研究は、文部科学省卓越研究事業の支援を受けて実施されたものです。

（論文情報）

論文名：Zero-Waste Preparation of Supramolecular Hydrogels and Films Comprising Tannic Acid and Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene Oxide

著者　：Yuika Goto, Airi Obata, Masamichi Inoue, Toru Taharabaru, Takuya Kihara, Risako Onodera, Daisuke Iohara, Makoto Takafuji, Keiichi Motoyama, Taishi Higashi

掲載誌：Results in Materials

doi：doi.org/10.1016/j.rinma.2023.100425

URL：https://doi.org/10.1016/j.rinma.2023.100425