研究背景土壌中のヒドロゲルが水分を保持することで土壌が乾きにくくなる！近年、ヒートアイランド現象や砂漠化といった環境問題への対策として、屋上緑化や乾燥地緑化計画などが盛んに行われている。そこで、保水材としてヒドロゲルの利用が期待される。ヒドロゲルとは三次元網目構造を持つ親水性のポリマーであり、自重の数百倍の水分を吸収し、圧力をかけても離水しにくいという特性を持つ。ゲルの種類化学架橋ゲル COO- 架橋剤共有結合による架橋膨潤ゲル COONa+ OSO3 - K+ ＯＭ＋ COO- 吸水の仕組み乾燥ゲル物理架橋ゲル H H Ｏ静電気的な結合や水素結合による架橋高分子網目内の負電荷反発によりゲルが膨らむ。また、網目内で解離したカチオン種を薄めようとする力が働き、ゲルが吸水し、網目内に水分を保持する。ポリアクリル酸塩系～化学架橋ゲル～天然多糖類～物理架橋ゲル～イタコン酸－PVA ～化学-物理架橋ゲル～ポリアクリル酸ナトリウム酸味料としても使用されているイタコン酸（ＩＡ) アルギン酸ナトリウム褐藻類由来洗濯糊の主成分ローカストビーンガムポリビニルアルコールカロブ豆由来（PVA) 架橋剤アクリル酸塩と架橋剤のラジカル重合による化学架橋ゲル最もポピュラーな高吸水性ポリマーであり、おむつにも利用されている。しかし、生分解性に乏しく、自然環境への負荷が大きい。 κ-カラギーナン紅藻類由来Ｃａ2+による静電気力やＯＨ－の水素結合といった物理架橋さらに、複数の網目同士が複雑に絡み合う相互侵入高分子網目（ＩＰＮ）構造天然由来の材料からなり、触媒や重合開始剤を用いずに調製され自然環境中で分解する。しかし、機械的強度に欠けている。ジビニル型架橋剤により化学架橋を形成するＩＡ水素結合により物理架橋を形成するＰＶＡ化学架橋と物理架橋からなるＩＰＮ構造生分解性を有するＩＡとＰＶＡを用いることで環境に優しいゲルでありさらに機械的強度も期待できる。 ≪評価項目≫ IAにPVAを組み合わせることによって再膨潤率の低下を遅らせることができた!! 吸水率～水中～吸水率～塩類溶液～強度再膨潤率保水性コスト環境への負荷 IA-PVA ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ IA ○ △ × × ○ ○ ◎ PVA △ ◎ ◎ ◎ △ ○ ◎ ポリアクリル酸塩系 ◎ △ ◎ ◎ ◎ ◎ × 天然多糖類 ◎ △ × × ○ × ◎