MGの物性・応用

力学特性


マシュマロゲルは圧縮や曲げに対して柔軟性をもち、除荷後にはすぐ形状を回復します。この柔軟性は柔軟な分子とマイクロメートルスケールの微細構造に由来します。[1] ガラス転移点以下、液体窒素中でもある程度の柔軟性を示します。[2]

耐寒性・断熱性

MTMS-DMDMS系マシュマロゲルの力学特性は−130から320 °Cでほとんど変わりません。約30 mW m−1K−1の低い熱伝導率を示します。魔法瓶水筒にマシュマロゲルを詰めて染み込ませることで、凍結胚の簡易運搬容器として使用することができます。[3]

疎水性表面


マシュマロゲルは高い撥水性も示します。[2] これは表面の粗さと分子自体の疎水性に由来する性質です。特別な処理なしで(超)撥水表面が得られます。

標準組成のマシュマロゲルは疎水性と親油性をもつため、スポンジのように水から油のみを吸い取り、分離することができます。

ジャイアントベシクル(リポソーム)生成

マシュマロゲルにリン脂質溶液を染み込ませて乾燥した後、バッファーで湿潤させて絞り出すことで、ジャイアントベシクル分散液を簡単かつ大量に調製することができます。[4]

デザイン性

VTMS-VMDMS系マシュマロゲルは表面に無数のビニル基をもつため、表面修飾が可能です。例えばチオール―エン反応によって機能化することが可能です。パーフルオロアルキル基などで修飾することで撥液性を制御するなどの例が考えられます。[5]

VTMS-VMDMS組成のマシュマロゲルを表面修飾した材料の切断面はノルマルヘキサデカンなどに対して超撥油性を示します。

参考文献

  1. Gen Hayase, Kazuyoshi Kanamori and Kazuki Nakanishi, “New flexible aerogels and xerogels derived from methyltrimethoxysilane/dimethyldimethoxysilane co-precursors”, J. Mater. Chem. 2011, 21, 17077-17079. doi: 10.1039/C1JM13664J
  2. Gen Hayase, Kazuyoshi Kanamori, Masashi Fukuchi, Hironori Kaji and Kazuki Nakanishi, “Facile Synthesis of Marshmallow-like Macroporous Gels Usable under Harsh Conditions for the Separation of Oil and Water”, Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, (7), 1986-1989. doi:10.1002/anie.201207969
  3. Gen Hayase, Yasutaka Ohya, “Marshmallow-like silicone gels as flexible thermal insulators and liquid nitrogen retention materials and their application in containers for cryopreserved embryos”, Appl. Mater. Today 2017, 9, 560-565. doi:10.1016/j.apmt.2017.10.004
  4. Gen Hayase, Shin-ichiro M. Nomura, “Large-Scale Preparation of Giant Vesicles by Squeezing a Lipid-Coated Marshmallow-Like Silicone Gel in a Buffer”, Langmuir 2018, 34, (37), 11021-11026. doi:10.1021/acs.langmuir.8b01801
  5. Gen Hayase, Kazuyoshi Kanamori, George Hasegawa, Ayaka Maeno, Hironori Kaji and Kazuki Nakanishi, “A Superamphiphobic Macroporous Silicone Monolith with Marshmallow-like Flexibility”, Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, (41), 10788–10791. doi:10.1002/anie.201304169