プロトンと光を用いた高分子材料の反応性と機能性の自在制御
Publicly Offered Research
| Project Area | HYDROGENOMICS: Creation of Innovative Materials, Devices, and Reaction Processes using Higher-Order Hydrogen Functions |
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| Project/Area Number |
21H00018
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
正井 宏 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70793149)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | プロトン / ソフトマテリアル / π共役化合物 / 光加工 / 光機能性材料 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、プロトンの化学反応性を光で自在に制御し、材料機能の直接的光加工へと応用する。プロトンの反応性を自在制御し、その反応性を材料機能へと結びつけることができれば、水素の自在制御性を革新的材料へと結びつけ、学問分野の枠を超えた高機能性材料の創成が期待される。そこで本研究では、プロトンと光を協働的に用いた光加工性機能材料に着目し、プロトンを化学刺激として、光による反応性と機能性の自在制御性を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、プロトンの化学反応性を光で自在に制御し、材料機能の直接的光加工へと応用することを目的とする。有機反応化学の中でも最も基本的な反応剤であるプロトンの反応性を自在制御し、その反応性を材料機能へと結びつけることができれば、水素の自在制御性を革新的材料へと結びつけ、学問分野の枠を超えた高機能性材料の創成が期待される。そこで本研究では、プロトンと光を協働的に用いた光加工性機能材料に着目した。光加工材料は材料をマイクロスケールで加工するための有用な技術であるものの、材料が光に不安定という本質的な問題点を抱えている。本研究ではこの問題打開のための方法論として、光によって材料を直接切断するのではなく、加工時には光と化学的な刺激を協働的に作用させて光加工を行いつつ、加工後は化学刺激を除去することで、光加工性と光に対する安定性を両立可能である。
本年度は、メチルアクリレートをモノマーとし、ケイ素化合物を架橋剤としたポリマーネットワーク材料において、光・プロトン協働反応に基づく材料反応性の制御に成功した。ネットワーク材料はプロトン及びUV光の単独刺激には安定である一方で、2つの刺激を協働的に作用させると材料の粘弾性が変化することが明らかとなった。プロトン源としては、様々なカウンターアニオンを利用可能であるとともに、弱酸である酢酸を用いた場合においても、反応速度は低下するものの協働的な反応性を示した。これらの結果から、光・プロトン協働反応に基づく材料反応性を、安価なケイ素化合物や弱酸を用いて実現できることが実証された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(25 results)
