2017 Fiscal Year Annual Research Report
動的共有結合化学に基づく修復性とメカノクロミック特性を併せ持つ架橋高分子の開発
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16J07264
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小菅 孝浩 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 動的共有結合化学 / 修復性材料 / メカノクロミック材料 / 架橋高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
室温において解離・付加の平衡状態にあり、また、力学的刺激により青色の安定ラジカルを生じるジアリールビベンゾフラノン骨格を利用した、機能性材料に関する研究を行っている。
本年度は、米国イリノイ大学と共同研究を行い、力学的刺激により異性化し、オレンジ色のメロシアニン骨格を生じるナフトピラン骨格と組み合わせることにより、力学的刺激に応答して複数の色彩変化をする、新規マルチメカノクロミック材料の創製を試みた。その結果、ポリマードメイン中にナフトピラン骨格、シリカドメインとポリマードメインの界面にジアリールビベンゾフラノン骨格を有する（ポリマー/シリカ）コンポジットは、力学的刺激の強度、溶媒の添加、経過時間に応じて青色、緑色、オレンジ色への複数の色彩変化を示し、目標通りに、新規マルチメカノクロミック材料の創製に成功した。現在は、計算化学的な視点から、ジアリールビベンゾフラノン骨格とナフトピラン骨格の力学応答性の比較を依頼しており、データがまとまり次第、論文を執筆する予定である。
また、ジアリールビベンゾフラノン骨格に基づく、自己修復性とメカノクロミック特性を両立した材料の開発も行った。ジアリールビベンゾフラノン骨格を有する（ポリマー/シリカ）コンポジットと直鎖状ポリマーとを組み合わせることで、両方の特性を有するサンプルが得られた。得られたサンプルは優れた修復性を有していたものの、力学物性が弱く、延伸した際の色変化も僅かであった。現在、分子設計の最適化を行うことで、力学物性の向上を試みている。
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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
本年度は、主に新規マルチメカノクロミック材料の創製に取り組んだ。力学的刺激により青色を呈するジアリールビベンゾフラノンの骨格と、オレンジ色を呈するナフトピラン骨格を組み合わせて用いることにより、力学的刺激の大きさ、溶媒の添加、経過時間に応じて、青色、緑色、オレンジ色への複数の色彩変化をする新規（ポリマー/シリカ）コンポジットが得られた。
また、ジアリールビベンゾフラノン骨格を有する（ポリマー/シリカ）コンポジットと直鎖状ポリマーを組み合わせて用いることにより、自己修復性とメカノクロミック特性の両方有するサンプルが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
自己修復性とメカノクロミック特性の両方有する材料に関して、得られたサンプルは優れた修復性を有していたものの、力学物性が弱く、延伸したさいの色彩変化も僅かであった。力学物性、メカノクロミック特性の向上を目指して、シリカ成分の組成比や、ポリマー成分の種類、複合化の条件などの最適化を行う。
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