Research Abstract


Amoeba-like self-oscillating polymeric fluids with autonomous sol-gel transition

2017年7月13日 Nature Communications 8 : 15862 doi: 10.1038/ncomms15862


高分子科学の分野では、ゾル-ゲル転移を示す多種類の高分子材料系が作られてきた。しかし、ほとんどの系は、温度変化などの物理的シグナルを必要とする一方向性の刺激応答系である。今回我々は、外部刺激によるオン-オフスイッチングを行わずに一定条件下で自律的かつ周期的にゾル-ゲル転移するブロック共重合体溶液を設計したことについて報告する。この自己粘性振動の振幅は、約2000 mPasである。また、我々は、自律的ゾル-ゲル転移に合わせて高分子溶液の液滴が断続的に前進運動することを実証している。この高分子溶液は、ゾル-ゲル転移を繰り返すことによって前進する生きたアメーバを連想させるような、形状を絶えず変化させて自律的に動くことのできる一種のスライム様ソフトロボットのベース材料となる可能性がある。

Michika Onoda, Takeshi Ueki, Ryota Tamate, Mitsuhiro Shibayama and Ryo Yoshida

Corresponding Authors

上木 岳士
国立研究開発法人 物質・材料研究機構

吉田 亮
東京大学 工学部 マテリアル工学科

In the field of polymer science, many kinds of polymeric material systems that show a sol-gel transition have been created. However, most systems are unidirectional stimuli-responsive systems that require physical signals such as a change in temperature. Here, we report on the design of a block copolymer solution that undergoes autonomous and periodic sol-gel transition under constant conditions without any on–off switching through external stimuli. The amplitude of this self-oscillation of the viscosity is about 2,000 mPa s. We also demonstrate an intermittent forward motion of a droplet of the polymer solution synchronized with the autonomous sol-gel transition. This polymer solution bears the potential to become the base for a type of slime-like soft robot that can transform its shape kaleidoscopically and move autonomously, which is associated with the living amoeba that moves forward by a repeated sol-gel transition.