2020 Fiscal Year Research-status Report
Visualization of hydrogen storage amount in organic hydride by pi-conjugated helical polymers
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19K05517
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Research Institution | Muroran Institute of Technology |
Principal Investigator |
馬渡 康輝 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40422000)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | 有機ハイドライド / メチルシクロヘキサン / ポリアセチレン / らせん / 可視化 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者らがこれまでに検討してきた、π共役らせん高分子の置換ポリアセチレン(SPA)が示すソルバトクロミズム様の色彩変化を活用して、MT混合比を勘弁かつ迅速に視認できる指示薬の主材として応用することを目指して検討を進めている。 初年度には、色彩可変SPAとMT分子間との分子間相互作用の差を引出すために必要な側鎖の最適構造探索を行い、ふさわしい芳香族部位が明らかになった。 加えて、MCHまたはTOL分子とポリマーを相互作用させるためには、ポリマーの側鎖芳香環間に生じるπスタック力を、適度に弱める分子設計が必須であることが示唆された。 本年度には、色彩応答性能を高める官能基の探索をすすめた。昨年度の結果にもとづき、SPAの側鎖に導入する芳香族部位をベンゼン環2つが縮環したナフタレンに着目し、そのナフタレン環にエーテル基およびエステル基を導入したナフチルアセチレンモノマーを系統的に合成し、重合してポリマーを高収率で得た。得られたポリマーをMCHおよびTOLに浸漬し、変化を観察した。その結果、アルキル鎖長によらずエーテル基の場合はMCHとTOLそれぞれに応じて色彩変化を示した。しかし、官能基を有しない場合と比べて応答性能は同等であった。一方、エステル基の場合は、アルキル鎖長によらず、ポリマーがtolに溶解することがわかった。このことは、エステル基の導入は、SPA側鎖間のπスタック力を著しく低下させる効果があることを示唆している。 このポリマーの溶液中での挙動を調べた結果、SPAのらせんが溶液中で伸縮していることが示唆され、その伸縮速度はアルキル基の構造の微小な違いに応じて変化することがわかった。この結果は、これまでに不可逆であった色彩可変の可逆化(繰り返し使用可能)につながる。
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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
本年度に計画していた「色彩応答性能を高める官能基の探索」について、今回検討した官能基では、飛躍的な応答性能の向上には至らなかった。一方、次年度に計画している「外部環境に応答して変化する分子構造の精密解析」に有用な知見とである、らせん伸縮の可逆化が可能になる官能基が明らかにできた得られたことから、達成度2と自己評価した。
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Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果から得られた知見に基づき、最終年度は、ひきつづき応答性能を向上させる官能基の探索に加え、らせん伸縮の可逆性の観点を含めた外部環境に応答して変化する分子構造の精密解析を進める。
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Research Products
(1 results)