Research Abstract
分子認識特性のスイッチによる金属イオン応答性接着材料
A metal–ion-responsive adhesive material via switching of molecular recognition properties
2014年8月7日 Nature Communications 5 : 4622 doi: 10.1038/ncomms5622
一般的な接着剤は、表面に塗るとすぐにさまざまな物質にくっつく。無差別な接着を防ぐには、特定の条件下で特定の対象表面に付着するスマートな接着材料が望まれる。今回我々は、化学刺激として金属イオンに応答する機能性接着材料として、β–シクロデキストリン（βCD）と2,2’ –ビピリジル（bpy）の両方で修飾した高分子ヒドロゲルについて報告する。βCD–bpyゲルの界面分子認識に基づく接着特性は、bpyと金属イオンの錯体形成によってβCD–bpyの超分子架橋の解離が制御されることで発現する。さらに、βCD–bpyゲルの接着は、金属イオンの種類に対して選択性を示し、この選択性は金属–bpy錯体の架橋形成効率に依存する。独立した2つの化学シグナル（金属イオンとホスト–ゲスト相互作用）の変換がこの接着系において実現された。これは、複数の物体の直交性の高い巨視的な接合の開発につながる。
中村 貴志1, 高島 義徳1, 橋爪 章仁1, 山口 浩靖1 & 原田 明1,2
- 大阪大学大学院 理学研究科 高分子科学専攻
- 科学技術振興機構（JST）CREST
Common adhesives stick to a wide range of materials immediately after they are applied to the surfaces. To prevent indiscriminate sticking, smart adhesive materials that adhere to a specific target surface only under particular conditions are desired. Here we report a polymer hydrogel modified with both β-cyclodextrin (βCD) and 2,2′-bipyridyl (bpy) moieties (βCD–bpy gel) as a functional adhesive material responding to metal ions as chemical stimuli. The adhesive property of βCD–bpy gel based on interfacial molecular recognition is expressed by complexation of metal ions to bpy that controlled dissociation of supramolecular cross-linking of βCD–bpy. Moreover, adhesion of βCD–bpy gel exhibits selectivity on the kinds of metal ions, depending on the efficiency of metal–bpy complexes in cross-linking. Transduction of two independent chemical signals (metal ions and host–guest interactions) is achieved in this adhesion system, which leads to the development of highly orthogonal macroscopic joining of multiple objects.
