pH記憶応答性イオン素子の作製とイオンスイッチング特性評価

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640581
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 比嘉 充 山口大学, 工学部, 助教授 (30241251)
• Keywords: pH応答性 / イオン / 輸送 / 両性荷電 / 制御 / 膜 / 記憶

Research Abstract

本研究では、外部刺激応答イオン素子のモデルとして、外部pHによりその荷電符号が正から負へと変化し、この状態をpH5.5付近の塩溶液において長時間記憶保持する新規なpH記憶両性荷電イオン素子の開発を検討した。そのため、まずポリビニルアルコールに2mol%のアクリル酸基を共重合組成として含むポリマーとポリアリルアミンをポリマーブレンドしてキャスト製膜し、160℃で熱処理後、グルタルアルデヒドで架橋することで、pH記憶両性荷電イオン素子を作製した。そのイオン素子をpH13、またはpH2の処理溶液に浸漬後、pH5.5のKCl溶液に保存しながら、所定時間毎にKCl溶液を用いることで膜電位を測定した。その結果このイオン素子は高pH処理(pH13)を行うと負荷電膜となり、低pH処理(pH2)を行うと正荷電膜となることが判明した。そしてpH5.5の塩溶液中でこの荷電状態を300時間以上も記憶保持した。またこのイオン素子のイオン輸送特性とpH記憶処理との関係をイオン輸送実験により検討した結果、このイオン素子は高pH処理を行うと、カチオン輸送がスイッチON状態になり、アニオンはOFF状態となった。逆に低pH処理ではアニオン輸送がスイッチON状態となり、カチオンがOFF状態となった。これらのことからこのイオン素子は非常に高いイオン選択的スイッチング特性を有していることが判明した。

Research Products

• [Publications] Mitsuru Higa: "Control of Uphill-transport Modes of Ions through Temperature-responsive Bipolar Membranes : Effect of the Charged Layer Structure on their Transport Prperties"Thans. Mat. Res. Soc. J.. 27(2). 411-414 (2002)
• [Publications] Mitsuru Higa: "Charge mosaic Membranes Prepared from Laminated Structure of Charged Gellayers : Effect of Membrane Structure on the Salt Permselectivity"Trans. Mat. Res. Soc. J.. 27(2). 407-410 (2002)
• [Publications] Mitsuru Higa: "Preparation and characterization of ionic gels for polymer actuators"Trans. Mat. Res. Soc. J.. 27(2). 443-446 (2002)
• [Publications] Koji Matsusaki: "Chemical Modification of Anion Exchangc Rcsin"Trans. Mat. Res. Soc. J.. 27(2). 427-430 (2002)
• [Publications] Nobutaka Endo: "Study of the Ion Exchange Properties of Colloidal Particle Consisting of Polyaniline and Pol(vinylalcohol)"Trans. Mat. Res. Soc. J.. 27(2). 431-434 (2002)
• [Publications] Mitsuru Higa: "Analysis of Ionic Transport through NPN Type Bipolar Membranes"Trans. Mat. Res. Soc. J.. (In press).