Research press release

水中でポリマーを自己修復させる

Nature Materials

Underwater polymer self-healing

イガイの接着能力からヒントを得た方法で、損傷した合成ポリマーを水中で完全に自己修復できることが、今週オンライン版に報告される。この方法を用いれば、医用インプラントの耐久性を向上させることができるかもしれない。

さまざまな方法でポリマー材料の自己修復を促すことができるが、ほとんどの場合、特に湿潤環境においてポリマーを完全に修復することができない。過去に、イガイが分泌する接着タンパク質から着想を得て、カテコールという水溶性有機分子でポリマーを修飾すると、金属イオンを介する結合によってポリマーが自己修復することが示された。しかし、自己修復には特別な条件が必要だった。

今回、Herbert WaiteとJacob Israelachviliらは、金属を使用せず、カテコール基化したポリマー間の広範な水素結合を利用する方法を実証している。また、切断後に自己修復したポリマーの機械的特性が、切断前と同程度まで戻ることを明らかにしている。

Complete self-healing of damaged synthetic polymers in water can be achieved through an approach inspired by the adhesive abilities of mussels, reports a study published online in Nature Materials this week. The method could be used to make biomedical implants with enhanced durability.

There exist a variety of approaches to induce the self-healing of polymer materials. However, in most cases the polymers are not able to heal completely, in particular when they are in wet environments. Polymers decorated with mussel-inspired synthetic catechols - water-soluble organic molecules similar to those found in adhesive proteins secreted by mussels - have been shown to self-heal via bonding mediated by metal ions. However, this approach requires particular conditions for it to work.

Herbert Waite, Jacob Israelachvili and colleagues demonstrate a metal-free approach that relies on extensive hydrogen bonding between catechol-functionalized polymers. The authors also show that self-healed polymers following dissection recover the mechanical properties of the uncut material.

doi: 10.1038/nmat4037

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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