Self-oscillating Gel

English

We achieved wide-range control of the period of the swelling–deswelling self-oscillation of a novel polymer gel by selecting the initial concentration of the Belousov–Zhabotinsky (BZ) reaction substrates and the temperature. The gel is composed of a non-thermoresponsive, biocompatible poly(vinylpyrrolidone) (PVP) main chain covalently bonded to the ruthenium catalyst of the BZ reaction.

By optimizing the initial substrate concentration, we induced swelling–deswelling self-oscillation at 0.5 Hz — about twenty times faster than the conventional self-oscillating gel. We also showed that the displacement of the oscillation has a trade-off relationship with its period.

日本語

BZ（Belousov–Zhabotinsky）反応の基質濃度と温度を選ぶことで、膨潤・収縮を自励的に繰り返す新規高分子ゲルの振動周期を広い範囲で制御できることを示しました。このゲルは、非感熱応答で生体適合性のあるポリビニルピロリドン（PVP）主鎖に、BZ反応のルテニウム触媒を共有結合させた構造を持ちます。

基質の初期濃度を最適化することで 0.5 Hz の自励振動を実現しました。これは従来型の自励振動ゲルの約20倍の速さにあたります。また、振動の変位と周期がトレードオフの関係にあることも明らかにしました。