Development of Designable Hybrids Based on POSS Element-Blocks

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01220
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Organic and hybrid materials
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Chujo Yoshiki 京都大学, 工学研究科, 名誉教授 (70144128)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 一生 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (90435660) ; 権 正行 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (90776618)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: かご型シルセスキオキサン / ハイブリッド

Outline of Final Research Achievements

We have developed various functional organic-inorganic hybrid materials that can be called “designable hybrids” by using polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) with preprogrammed characteristics. Based on this concept, we have succeeded in creating novel materials having regular structure formation and functionalities with high thermal stability, development of molecular fillers with compatibility between thermophysical properties and the other conflicting ones, and advanced materials with optical and magnetic functions. The above demonstrated the high designability and various properties of "designable hybrids," and their versatility enabled us to solve problems in various fields and establish guidelines for the design of novel materials.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分子設計に基づく「デザイナブルハイブリッド」の概念の確立により、ハイブリッド化によって達成される有機材料と無機材料のそれぞれの機能をより高いレベルで混合可能となるだけでなく、従来手法では得られない新奇物性の発現を見出すことができた。このように、混合系であるハイブリッド材料を目的に応じてデザインする指針を示すことに成功し、学術的意義は極めて大きいと期待する。また、明確な材料設計指針をもとに所望の機能を有する材料を創出可能であることから、社会の喫緊の課題解決にも役立つ。すなわち、偶然性に大きく影響された試行錯誤による複合材料開発を脱却できることから、産業的・社会的意義も大きいと言える。