2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17H03117
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉澤 一成 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (30273486)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 接着 / 量子化学 / エポキシ樹脂 / 計算化学 / 界面科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は接着メカニズム解明に向け、エポキシ樹脂の化学的性質を分子レベルで把握することを目的としている。今年度は昨年度に引き続き金表面と硬化剤を含むエポキシ樹脂を題材に研究を行った。昨年度の研究から硬化剤のシアノ基が金表面と大きな相互作用があり、接着力の増大に寄与している可能性が示唆された。今年度は差電子密度計算から、硬化剤のシアノ基と金表面間に働く相互作用はシグマ供与に加え、金表面から硬化剤のシアノ基に電子が移動するパイ逆供与が起こっていることが分かった。また実験により、実際の金表面にはメッキ原料に由来するシアノ基が多数残留していることが分かった。金表面に任意数のシアノ基を配置し、残留したシアノ基の接着力への影響を考察した。その結果、金表面にシアノ基が存在する場合は接着力が低下することが分かった。これはエポキシ樹脂と金表面のシアノ基が水素結合を生成することで、接着剤と金との直接的な相互作用を妨げているためと考察している。メッキ由来のシアノ基を適切に除去することで接着界面が理想構造に近づき、接着強度を高めることが可能になると考えられる。
さらに今年度から新たにケモインフォマティクス技術を取り入れた研究を開始した。本年度は高分子の重要な物性の１つであるガラス転移温度(Tg)の予測を行なった。最終的には我々が今まで取り組んできた接着エネルギーをケモインフォマティクス的なアプローチにより評価したいと考えている。記述子としてISIDA記述子を用い、線形及び架橋ポリマーのTg予測を行なった。その結果、訓練およびテストセット共に高精度にTg 予測ができ、特にエポキシ樹脂のTg予測精度が高くなった。また、化学構造の類似性はTgと大きく相関することが分かった。
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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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