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J-GLOBAL ID：200902212857596667   整理番号：09A0451456

機械応答性ポリマー材料における共有結合の力誘起活性化

Force-induced activation of covalent bonds in mechanoresponsive polymeric materials

著者 (12件)： DAVIS Douglas A. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  HAMILTON Andrew (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  YANG Jinglei (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  CREMAR Lee D. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  GOUGH Dara Van (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  POTISEK Stephanie L. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  ONG Mitchell T. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  BRAUN Paul V. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  MARTINEZ Todd J. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  WHITE Scott R. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  MOORE Jeffrey S. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA) ,  SOTTOS Nancy R. (Univ. Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA)
資料名： Nature (London)  (Nature (London))
巻： 459  号： 7243  ページ： 68-72  発行年： 2009年05月07日 
JST資料番号： D0193B  ISSN： 0028-0836  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 短報  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 機械化学変換は,触覚,聴覚,平衡感覚,筋肉の収縮,組織や骨の成長や再形成など,極めて多様な生理学的過程を可能としている。生物では,機械的刺激に対して能動的・機能的に応答する材料系が非常に多くみられるが,大きな外部応力に対するバルクポリマーの標準的な機械化学反応は,共有結合の非選択的切断であり,これによりポリマーの損傷や破壊が起こる。こうした劣化過程に代わるものが,機械的応力で材料特性が都合よく変わるような合成材料の合理的な分子設計である。この性質をもつ機械感受性ポリマーはいくつか開発されているが,その能動的応答が非共有結合性の過程によって媒介されるため,特性が変化しうる度合いや構造材料の長期安定性が制限される可能性がある。以前我々は,機械的応力に応答する化学基,いわゆるメカノフォア(mechanophore)を組み入れた溶解ポリマー鎖を用いて,力学的な力の方向性によって共有結合を選択的に切断したり再形成したりできることを示した。今回我々は,引っ張り応力下で可逆的電子環状開環反応が起こると変色するため,直接局所的に機械化学反応を視覚化できるメカノフォアの使用によって,力学的な力によって誘起される共有結合の活性化を,メカノフォアと結合したガラス状の弾性ポリマーでも実現できることを実証する。塑性変形の蓄積とともに色と蛍光の顕著な変化が現れることがわかった。これは,これらのポリマー材料では,力学的な力の開環反応への変換が活性化過程であることを示唆している。我々は,力学的な力による共有結合活性化が,損傷検知から完全再生型自己修復に至るまで,望ましい機能をポリマー材料に付与する新しいメカノフォア構成ブロックを開発する一般的手法となりうると考えている。Copyright Nature Publishing Group 2009

シソーラス用語： *応答 ,  分子設計 ,  非晶質 ,  塑性変形 ,  基 ,  力学 ,  *色 ,  *蛍光 ,  *開環反応 ,  引張応力 ,  *不均一系反応 ,  *ポリメタクリル酸メチル
準シソーラス用語： 機械応答 ,  メカノフォア ,  官能基 ,  *メカノケミカル反応

分類 (1件)： 高分子固体のその他の性質  (CG02025L)

物質索引 (5件)： (2S)-1′,3′,3′-トリメチル-6-ニトロ-5′,8-ビス(2-ブロモ-2-メチルプロパノイルオキシ)スピロ[2H-1-ベンゾピラン-2,2′(3′H)-[1H]インドール] ,  (2S)-1′,3′,3′-トリメチル-6-ニトロ-5′,8-ビス(2-メチルアクリロイルオキシ)スピロ[2H-1-ベンゾピラン-2,2′(3′H)-[1H]インドール] ,  (2S)-1′,3′,3′-トリメチル-6-ニトロ-5′-メトキシ-8-(2-ブロモ-2-メチルプロパノイルオキシ)スピロ[2H-1-ベンゾピラン-2,2′(3′H)-[1H]インドール] ,  (2S)-1′-[2-(2-ブロモ-2-メチルプロパノイルオキシ)エチル]-3′,3′-ジメチル-6-ニトロ-5′-(2-ブロモ-2-メチルプロパノイルオキシ)スピロ[2H-1-ベンゾピラン-2,2′(3′H)-[1H]インドール] ,  (2S)-1′,3′,3′-トリメチル-6-ニトロ-5′-メトキシ-8-(2-メチルアクリロイルオキシ)スピロ[2H-1-ベンゾピラン-2,2′(3′H)-[1H]インドール]

タイトルに関連する用語 (6件)： 応答性 ,  ポリマー材料 ,  共有結合 ,  力 ,  誘起 ,  活性化