摘 要：日本九州大学和静冈大学的研究小组首次阐明了不同聚合物界面处的吸附层形成过程，并证实可以通过调节存在于多材料粘合部分（界面）处的聚合物链的结构特异性来创建创新型粘合技术。通过将这些信息反馈给材料设计，可以改善传统粘合剂技术无法实现的聚合物多材料的机械性能，有望为实现碳中和作出重大贡献。
关键字：创新型粘合技术、聚合物链、吸附机制、多材料技术、碳中和
① 用粘合剂组装汽车的关键在于粘合界面是否牢固可靠
② 世界上首次将聚合物链缠结并吸附在固体上这一现象可视化
③ 有望减少汽车制造过程中的二氧化碳排放，提高汽车的燃油效率
複数の軽量かつ高強度な材料を適材適所で組合せる“マルチマテリアル技術”が、グリーン成長戦略の切り札として注目されています。例えば、非鉄金属と炭素繊維複合材料の組合せは、モビリティの軽量化を実現し、省エネルギー化によるカーボンニュートラルに貢献できます。
将多种轻质且高强度材料适材适地结合的“多材料技术”作为日本“绿色增长战略”的王牌备受关注。例如，有色金属与碳纤维复合材料的结合可以减轻交通工具的重量，更为节能，从而为碳中和作出贡献。
マルチマテリアル化を推進するためには、従来の接合技術を超えた信頼性のある接着技術の構築が必要です。また、接着技術の革新は燃費だけでなく、組立工程からリサイクル工程まで変革しうることから、モビリティライフサイクルにおける環境負荷の低減にも多く貢献します。しかしながら、これまで、接着剤の構成成分である高分子が被着体上でどのように界面を形成しくっついていくのかわからず、その本質的なメカニズムが未解明となっておりました。
为了促进多材料的发展，需要建立一种超越传统接合技术的可靠粘合技术。此外，粘合剂技术的创新不仅能够提高燃油效率，而且能够实现从组装工序到回收工序的整体变革，因此大大有助于减少交通工具使用寿命周期中的环境负担。然而，迄今为止人们尚不清楚作为粘合剂成分的聚合物是如何在被粘物上形成界面并粘在上面的，也没有阐明其基本机制。
日本九州大学及び静岡大学の研究グループは、高分子の異種材料表面への吸着挙動、ならびに、これを起点とする界面層の形成を世界で初めて視覚的に解明し、接着界面の新しい形成機構を明らかにしました。研究グループは、原子間力顕微鏡（AFM）観察に基づき、長さの異なるデオキシリボ核酸（DNA）の固体材料上への吸着過程を解析しました。その結果、高分子鎖が長くなると、複数分子が隣り合って“協同的に吸着”すること、また、協同吸着は空きスペースを縫う“橋掛け吸着”を誘引し、吸着層形成を促進することを見出しました。さらには、吸着層に用いる高分子の長さを変えるだけで、高分子系複合材料の強靭化を実現することに成功しました。
日本九州大学和静冈大学的研究小组世界上首次直观地阐明了聚合物在异种材料表面的吸附行为以及以此为起点的界面层的形成，阐明了粘附界面的新形成机制。研究小组基于原子力显微镜（AFM）观察分析了不同长度的脱氧核糖核酸（DNA）在固体材料上的吸附过程。结果发现，当聚合物链变长时，多个分子相邻并“协同吸附”，同时协同吸附诱导缝合空隙的“架桥吸附”，并促进吸附层的形成。此外，仅通过改变用于吸附层的聚合物的长度，就成功地实现了聚合物复合材料的增韧。
本成果は、異種マテリアル界面を自在に操る革新的接着技術の導出に向けた重要な知見であり、ひいては、カーボンニュートラルの実現に大きく貢献することが期待されます。
这一结果对于衍生出可以自由操纵不同材料界面的创新粘合技术是一项重要发现，有望为实现碳中和作出重大贡献。
本研究的概要图
世界上首次阐明了不同聚合物界面处的吸附层形成过程，这对多材料的设计指南具有重要意义。
近年、特性の異なる複数の材料を適材適所で組合せるマルチマテリアル化が、グリーン成長戦略の切り札として注目されています。例えば、高分子とアルミ合金のような軽量素材の組合せは、動力を必要とするモビリティやロボットの軽量化を実現し、省エネルギー化によるカーボンニュートラルに貢献できます。丈夫で高い信頼性を有するマルチマテリアルの創製には、高分子と異種材料との界面層を精密に設計し制御することが鍵となります。