スタッフ

龔 剣萍教授 (GONG Jian Ping)

研究室
ソフト&ウェットマター研究室
研究テーマ
機能性高分子ゲルの創製と生体材料への応用
研究キーワード

ソフトマター、高分子ゲル、ソフト&ウェットマテリアル、強度、靭性、接着、摩擦、潤滑、人工軟骨、細胞足場、生体代替材料、再生医療

研究内容

生体は骨、歯、爪をのぞけば、やわらかい軟組織(Tissue)だけで構成されている。生体の優れた機能のほとんどはこの軟組織が担っている。 筋肉が鋭敏で高効率なエンジンとして力を生み、強靱な腱がその力を骨に伝えて関節を動かし、軟骨が大荷重に耐えながら関節の滑らかな動きを保障する。 生体軟組織のような優れた機能を有する人工材料を創製し、軟骨や筋肉様な生体代替軟組織へ応用することが、私がチャレンジする課題である。
生体軟組織は生体高分子(DNA,たんぱく質、糖鎖など)と30〜80%の水から構成され、ソフト&ウェットな物質系に属する。生体軟組織の優れた機能の創発原理はまだ分かっていないが、 そのソフト&ウェットな物質状態に根本原因があると考えられる。高分子ゲルは、生体軟組織と同じくソフト&ウェットな物質系に属する。 この点に着目し、我々の研究室は、「生体軟組織の複合・秩序・階層構造をヒントに機能性ゲルを創製」⇔「そうしたゲルに対する研究をもとに生体軟組織の機能創発の原理を解明」という循環の中で、 軟骨、腱、筋肉などの生体軟組織に匹敵する高強度・高機能ゲルを開発し、医療分野を始め、さまざまな分野への応用を目指している。

担当学部・大学院

メッセージ

ソフト&ウェットマターの科学は、化学・物理学・生物学、材料科学などの分野を跨ぐ新しい学問分野です。 生体組織に匹敵するゲル作りに、生体組織の優れた原理の究明に、または、人工臓器や再生医療への応用に興味を持つ学生ならどなたでもウェルカムです。

代表的な研究業績

T. Matsuda, R. Kawakami, R. Namba, T. Nakajima, J. P. Gong, “ Mechanoresponsive Self-growing Hydrogels Inspired by Muscle Training”, Science, 363(6426), 504-508 (2019).

P. Cui, T. L. Sun, X. B. Liang, K. Nakajima, Y. N. Ye, L. Chen, T. Kurokawa, J. P. Gong, “Multiscale Energy Dissipation Mechanism in Tough and Self-Healing Hydrogels”, Physical Review Letters, 121(18), 185501 (2018).

P. Rao, T. L. Sun, L. Chen, R. Takahashi, G. Shinohara, H. Guo, D. R. King, T. Kurokawa, J. P. Gong, “Tough Hydrogels with Fast, Strong, and Reversible Underwater Adhesion Based on a Multi-Scale Design”, Advanced Materials, 30(32), 1801884 (2018).

N. Ye, M. Frauenlob, L. Wang, M. Tsuda, T. L. Sun, K. P. Cui, R. Takahashi, H. J. Zhang, T. Nakajima, T. Nonoyama, T. Kurokawa, S. Tanaka, J. P. Gong, “Tough and Self-Recoverable Thin Hydrogel Membranes for Biological Applications”, Advanced Functional Materials, 28(31), 1801489 (2018).

Takahashi, T. L. Sun, Y. Saruwatari, T. Kurokawa, D. R. King, J. P. Gong, “Creating Stiff, Tough, and Functional Hydrogel Composites with Low Melting Point Alloys”, Advanced Materials, 30(16), 1706885 (2018).

T. I. Mredha, T. Nonoyama, T. Nakajima, Y. Z. Guo, T. Kurokawa, J. P. Gong, “A Facile Method to Fabricate Anisotropic Hydrogels with Perfectly Aligned Hierarchical Fibrous Structures”, Advanced Materials, 30(9), 1704937 (2018).

北大研究者総覧参照
https://researchers.general.hokudai.ac.jp/profile/ja.I1enALi6C7vw4r1TkS-GSA==.html

所属