ソフトゲル微粒子の自己組織化

抄録

高分子ヒドロゲル微粒子は温度やpHなどの外部刺激に対して応答し，その物理化学的性質が可逆的に変化する『刺激応答性』を有する。また，水溶液中で膨潤し，ブラウン運動をしており，分散／凝集といったコロイド的性質も併せ持つ。筆者らは，これまで「高分子ゲル微粒子の次元制御とマイクロ空間場における機能制御」というコンセプトのもと研究を続けており，その中には，非平衡系の中での自己組織化を活用した機能制御を含んでいる。特に，温度応答性の高分子であるpoly（N-isopropyl acrylamide）（pNIPAm）から成るゲル微粒子は，その希薄分散液の乾燥後，間隔を空けて配列し，単層の薄膜が自発的に形成される。筆者らはこの現象に注目し，その乾燥過程を追跡する事で，ゲル微粒子の自発的な構造形成過程を明らかにしてきた。更に，『液滴の乾燥』といった極めてシンプルな系とは異なり，このpNIPAmゲル微粒子と化学振動反応（ベローゾフ・ジャボチンスキー（BZ）反応）のカップリングを試み，微粒子に時間周期構造の付与を行う事で，周期的に体積や粒子間相互作用を変化させる新奇ゲル微粒子（自律駆動ゲル微粒子）の開発に成功している。本稿では，筆者らが検討している『ゲル微粒子の自己組織化』研究について，上述した自律駆動ゲル微粒子の話題を中心に紹介し，その発展について述べる。