Innovative polymer materials based on elucidation of the mechanism of novel functions of ionic polysiloxanes
| Project/Area Number |
23K23410
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| Project/Area Number (Other) |
22H02142 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35020:Polymer materials-related
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| Research Institution | Kagawa University (2024)
Nagoya University (2022-2023) |
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Principal Investigator |
原 光生 香川大学, 創造工学部, 准教授 (10631971)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | イオン性高分子 / ポリシロキサン / 力学物性 / 湿度応答 / 自己集合 / シリコーン / リオトロピック液晶 / 水和 / アイオノマー |
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| Outline of Research at the Start |
従来、ポリシロキサンは柔軟な素材としての利用が多かったが、申請者は、石油由来ポリマーに匹敵する堅硬なポリシロキサンを見いだした。しかし、堅硬性の発現機構は分かっていなかった。本研究では、ポリシロキサンのイオン種を様々に検討することで、ポリシロキサンの堅硬性発現メカニズムを解明する。過去2年間の当研究課題の実施期間において、ハロゲンで中和することで自己集合構造が形成され、堅硬性が増すことが分かった。令和6年度は、新たな測定法を用いて多角的に分析することで、イオン性ポリシロキサンの堅硬性発現メカニズムをより深く理解していく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来、ポリシロキサンは柔軟な素材として利用される場面が多かったが、申請者はポリシロキサンに1級アンモニウム塩を導入することで石油由来ポリマーに匹敵する堅硬性が発現することを明らかにしてきた。さらに、当ポリシロキサンはラメラ状に自己集合することも見いだした。しかし、堅硬性と自己集合との相関については分かっていなかった。本研究では、ポリシロキサンのイオン種や級数を様々に検討することで、ポリシロキサンの堅硬性発現メカニズムを解明する。
令和5年度はアンモニウム塩の級数が異なる直鎖状ポリシロキサンを合成し、吸湿挙動や自己集合挙動を評価した。その結果、アンモニウム塩の級数が2級、3級と高くなることで自己集合の秩序が向上することを湿度制御X線散乱測定にて明らかとした。さらに、耐湿性も級数の増加にともない向上した。一方で、4級まで級数を上げると、自己集合は形成されなかった。これらの結果から、イオン基の嵩高さや静電相互作用が自己集合に影響を与えていることが分かった。
令和6年度は、イオン基周辺の水分子の状態まで意識してイオン性ポリシロキサンの自己集合および堅硬性の発現メカニズムを調べていく。加えて、主鎖からイオン基までの長さやイオン基密度を変化させた際の自己集合挙動についても調査し、ラメラ以外の自己集合モルフォロジーが得られるような材料設計を模索していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
イオン基の級数が自己集合に影響を与えることが分かり、直鎖状ポリシロキサンの自己集合形成メカニズムの理解が進んだため。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度は、イオン基周辺の水分子の状態まで意識してイオン性ポリシロキサンの自己集合および堅硬性の発現メカニズムを調べていく。具体的には、テラヘルツ分光や重水素加湿赤外分光法、NMR測定を取り入れていく。加えて、主鎖からイオン基までの長さやイオン基密度を変化させた際の自己集合挙動についても調査し、ラメラ以外の自己集合モルフォロジーが得られるような材料設計を模索していく。
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Report
(2 results)
Research Products
(28 results)
