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東大、二段階の自動調整システムを持つ有毒ガス応答材料の開発に成功

発表日:2020年1月21日

自律型機能性ポリマー:生体を模倣した二段階調節機能を持った有毒ガス応答材料

1.発表者:

寺尾 潤(東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻 教授)

正井 宏(東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻 助教)

宮岸 拓路(東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻 修士課程2年)

2.発表のポイント:

◆一酸化炭素濃度に応答して発光する材料において、低濃度・中濃度・高濃度という3つの領域を識別し、自律的に応答性が変化する仕組みを実現した。

◆自然界に多く見られる自律的な2段階調節システムを、金属元素と共役ポリマーを組み合わせた単一の人工材料で模倣することに成功した。

◆センサ・コンピュータ・生産システムなどに対して、周りの環境変化に応じて多段階で出力を自動的調節する機能を簡便に付与することが可能となる。

3.発表概要:

我々は強い光を眩しく感じ、大きな音を騒々しく感じるなど、受ける刺激が強くなると身体が反応する応答も強くなります。しかし同時に、弱すぎる刺激に対しては全く応答せず、強すぎる刺激に対しては過剰応答を防ぐ調節システムが備わっています。このような多段階の自動調節システムは自然界で数多くみられ、安定的な生命活動を維持する上で重要な役割を担っています。一方でこのような自然界の自動調節は、複数の物質が関わり合う複雑なシステムに基づくことが知られており、人工的な機能性材料にこのようなシステムを組み込むことは困難でした。

東京大学大学院総合文化研究科の寺尾教授らは今回、多段階調節機能を単一の材料で達成するための分子設計を提案し、二段階の自動調整システムを持つ自律型機能性ポリマーの開発に成功しました。今回合成した材料は、有毒ガスである一酸化炭素に応答する発光材料において、低・中・高濃度という3つの領域を識別し、自律的に応答性を変化させることに成功しました。このような自律型システムは、センサ・コンピュータ・物質生産などと組み合わせることによって、周りの状況に応じて材料が自動的に応答・生産性を変化し得るため、自律思考型の機能性材料としてより豊かな社会システムの創成につながると期待されます。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0527138_01.pdf

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