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2018 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

Research Project

Project/Area Number 16J07264
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

小菅 孝浩  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Keywords動的共有結合化学 / 自己修復性材料 / メカノクロミック材料 / 架橋高分子
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(DABBF)骨格を利用した、機能性材料に関する研究を行った。
一昨年度に行った、DABBFとナフトピランを組み合わせて用いた複数の色変化を示す力学応答性材料(マルチカラーメカノクロミック材料)に関する、米国イリノイ大学、スタンフォード大学との共同研究の成果をまとめた投稿論文を執筆し、受理された。
また、DABBFの結合組み換え反応性と周囲環境の運動性との相関に関する研究も行った。DABBF骨格をポリマードメイン中、あるいはシリカ架橋点に有するポリマー/シリカコンポジットを系統的に合成し、動的粘弾性測定、電子スピン共鳴(ESR)測定により構造再編成能を比較した。その結果、運動性が高いポリマードメイン中にDABBFを有するコンポジットがDABBFの結合組み換え反応に起因する構造再編成性を示すことを見出した。この研究成果について論文の執筆も行った。
さらに、DABBFを架橋点間に有する架橋ポリウレタンとDABBFアルコキシシラン誘導体から優れた力学物性、メカノクロミック特性、自己修復性を有するポリマー/シリカナノハイブリッドを得ることにも成功した。ESR測定を用いた評価により、ポリマードメイン中の運動性の高いDABBFが結合組み換え特性に基づいた自己修復性を発現し、ポリマー/シリカ界面の運動性の低いDABBFがメカノクロミック特性を発現していることを明らかにした。この研究成果に関しても、論文の執筆を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] イリノイ大学/スタンフォード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      イリノイ大学/スタンフォード大学
  • [Journal Article] Mechanochromism of a Polymer/Silica Composite with Dual Distinct Mechanophores2019

    • Author(s)
      T. Kosuge, X. Zhu, V. M. Lau, D. Aoki, T. J. Martinez, J. S. Moore, H. Otsuka
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 141 Pages: 1898-1902

    • DOI

      10.1021/jacs.8b13310

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Polymer/Silica Nanohybrid with Both Healability and Mechanochromic Properties Based on Dynamic Covalent Chemistry2019

    • Author(s)
      Takahiro Kosuge, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      日本化学会第99回春季年会
  • [Presentation] Polymer-Inorganic Composite Networks Showing Multicolor Mechanochromism with Dual Mechanochromophores2018

    • Author(s)
      Takahiro Kosuge, Maxwell J. Robb, Abigail J. Halmes, Vivian M. Lau, Daisuke Aoki, Jeffrey S. Moore, Hideyuki Otsuka
    • Organizer
      Polymer Network and Gels 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 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もつ(ポリマー/シリカ)コンポジットの開発2018

    • Author(s)
      小菅孝浩、青木大輔、大塚英幸
    • Organizer
      第67回高分子討論会
  • [Remarks] イリノイ大学ムーアグループホームページ

    • URL

      https://mooregroup.beckman.illinois.edu/publications

URL: 

Published: 2019-12-27  

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