ポリドーパミンアシスト共集合化技術を用いた効率的な水性潤滑性を有するポリドーパミンポリマーナノコーティングの作製

ヒアルロン酸やムチンのような表面固定化生体分子や、表面グラフト化親水性ポリマーブラシは、材料表面の摩擦を減らすことができる。 ポリ(2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン)双性イオンポリマーブラシ(PMPC)は、優れた生体適合性と超親水性を有し、最も有望な生体潤滑材料と考えられている。

バイオミメティックなポリドーパミン(PDA)コーティング材料は、その製造の容易さと幅広い基材への接着性から、表面改質に広く使用されている。PDAは、アミノまたはメルカプトキャップポリマーと反応させることで、様々な多機能表面コーティングを調製することができる。 最近では、PDAは非イオン性水溶性ポリマー(ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(エチレングリコール)など)とも非共有結合を介して相互作用し、共蒸着コーティングを形成している。 このアシスト共析ストラテジーは、ポリドーパミン系材料の表面に機能性コーティングをワンステップで調製する機会を提供し、公害防止、抗菌、油水分離の分野で広く利用することができる。

キトサングラフトポリドーパミン共重合体(キトサン-g-PMPC)は、キトサンにポリドーパミンをグラフト重合することにより調製され、ポリドーパミン支援共沈法を用いて材料基板表面に集合させた(図1)。 その結果、共析コーティングは優れた潤滑特性(摩擦係数0.015)を示した。 この戦略の汎用性により、さまざまな材料表面に潤滑性ポリマー・コーティングを作製することが可能になる。

図1 基板上へのPDA/キトサン-g-PMPC共蒸着コーティングの作製の模式図。 参考文献1.

参考文献

1. Q. Wei, F. Zhou, Q. Yue. 「ポリドーパミン支援共集合による高効率水性潤滑オリゴマー-ポリマーナノコーティングの調製」『トライボロジー』2019年、39巻：