大塚研究室

About研究室について

結合を組み換えて、材料を賢くする。

大塚研究室は、新しい発想や概念に基づく高分子反応を利用して、機能性高分子の設計や新素材の開発を研究しています。
高分子を出発原料にして結合を組み換える「高分子反応」は、合成法の研究に比べて学術的な発展が遅れてきた分野です。
切れたりつながったりする動的共有結合を骨格に組み込み、高分子の形や性質を重合のあとから変えられるようにしています。
そこから、傷が自分で直る自己修復材料や、力を加えると色や蛍光が変わる材料が生まれています。

Research研究テーマ

動的共有結合化学に基づく高分子反応と、力に応答するメカノファンクショナル高分子の設計に取り組んでいます。共有結合の切断・再結合・交換というシンプルなしくみから、分子のレベルから材料のレベルまで研究を広げています。

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高分子の形を自在に変える↗

ラジカルで組み換わる動的共有結合を高分子の骨格に組み込み、分子量や末端、組成、直鎖・星形・環状といった形を結合の組み換えで変えられるようにしました。有機溶媒だけでなく、水系や無溶媒、無機材料の表面でも反応が進むことを確かめています。

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つくれなかった高分子をつくる↗

炭素-炭素二重結合が、オレフィンメタセシス触媒のもとでは動的共有結合としてふるまうことに着目しました。重合の仕方がまったく違う高分子どうしの主鎖を組み換え、ポリエステルとポリブタジエンからなる共重合体を簡便に合成しています。

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自分で傷をなおす高分子↗

外からの刺激がなくても結合が組み換わるDABBFという骨格を架橋高分子に入れると、室温・大気中で自己修復します。切った面を合わせて置くだけで元の力学物性の95%以上まで戻り、加熱で組み換わるBiTEMPS骨格では再成形もできます。

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力で色が変わる高分子↗

DABBFは力を加えると切れてラジカルになり、青く色づきます。この骨格を入れたポリウレタンのフィルムは伸ばすと着色するメカノクロミズムを示し、室温で置くと元の色に戻ります。蛍光を出すTASN誘導体を使えば、高分子が結晶化するときにかかる微小な力も見えます。

Voices先輩の声

所属していた学生の回答をもとにまとめています。評価・クチコミは学生個人の経験に基づくもので、研究室の公式見解ではありません。

インタビューに協力いただいた学生に、内容にかかわらず謝礼（1,000円分のギフト）をお渡しすることがあります。