2019 Fiscal Year Annual Research Report
Role of Liquid for Controlling Autonomy of Soft Materials Containing Ionic Liquids
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15H05758
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
渡邉 正義 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60158657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
獨古 薫 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70438117)
吉田 亮 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80256495)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | ゲル / イオン液体 / 自律性 / 自己集合 / ブロック共重合体 / ソフトアクチュエータ / 自己修復材料 / 炭酸ガス分離膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高分子ゲル・コロイドなどのソフトマテリアルは、その構成成分のほとんどが液体である場合が多い。このことが物質内の大きな内部自由度を生み、外部刺激の微細な変化に応答して的確に機能するスマートマテリアルとしての期待も大きい。本研究では、これらソフトマテリアルの自律性は液体の構造形成性にその根源があるとの視点から、液体としてイオン液体を選択し、自律性に及ぼす液体の構造形成性・階層性の影響を明らかにすることを目的とした。そのために、以下の項目を検討、精査し、知見を集積した。
(1)高分子のイオン液体中への溶解現象の理解
(2)温度によるソフトマテリアルの自律性発現
(3)光によるソフトマテリアルの自律性発現
(4)化学反応によるソフトマテリアルの自律性発現
当該年度は、特にこれまでの研究成果を元に、新しいソフトマテリアルの提示に注力した。具体的には、イオン液体中でジャミングミセル間の多点水素結合によって生成するゲルが、優れた自己修復性を有し、その特性がイオン液体と高分子そして高分子間の水素結合の競合で説明できることを明らかにした。ソフトアクチュエータに関しては、tetra-PEGの重付加反応により均一網目を合成する手法を開拓し、これとイオン液体を複合化することにより力学特性に優れるアクチュエータを開発した。また高分子イオン液体構造の架橋体を合成することにより、効率的な変形が起こりかつ液体を全く含まないアクチュエータを実現した。また、ポリイミドイオノマーはイオン部分と非イオン部分の相分離が起こり、これにイオン液体を加えると選択的にイオン部分への導入が起こることを見出した。この複合膜は弾性率が高く優れた薄膜成型性を有するため、CO2分離膜へ展開した。イオン液体導入とともに、イオンチャンネルが連続し、優れた透過性と分離性を実現した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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