2009 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体と高分子のハイブリッド化による新規機能材料の創製
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20350104
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
渡邉 正義 Yokohama National University, 工学研究院, 教授 (60158657)
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| Keywords | イオン液体 / イオンゲル / ブロック共重合体 / スマートマテリアル / 自己集合 / UCST / LCST / 光制御 |
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| Research Abstract |
イオン液体はイオンのみから形成されている塩であるにも関わらず、室温でも安定な液体として存在する。さらに、従来の有機溶媒や水とは異なり、不揮発性・難燃性・安定性・高導電性といった優れた特徴を有しているため、その基礎的な物性だけでなく、反応溶媒や電解質への応用など近年盛んに研究が進んでいる。申請者は、この特異な性質を有するイオン液体と高分子をハイブリッド化し、熱や光などの外部刺激に応答して形状や集合状態を可逆的に変化させる新規機能性材料の創成を行なった。
これまでに、イオン液体中での高分子の多彩な溶解挙動、すなわち相溶、UCST相分離、LCST相分離を示す組み合わせを見出した。特に、LCST相分離は構造形成性溶媒和によることを、超高感度DSCを用いることによる熱力学パラメータの測定により明らかにした。UCS相分離、LCST相分離を示すセグメントからなるブロック共重合体を精密合成し、イオン液体中で温度変化に伴い自己集合体の構造変化が起こることを見出した。最も興味深い結果は、同一イオン液体中でのAB型ブロック共重合体のミセル⇔ユニマー⇔逆ミセル転移であり、同一溶媒中でのこのような観測例は稀で、イオン液体中では初めての例を報告した。また、ABA型ブロック共重合体の濃厚イオン液体溶液では、温度変化に伴い、ゾルゲル転移を観測することにも成功した。さらに、LCST相分離を示す高分子の化学構造と相転移温度の関係を広範に調べ、転移温度を幅広く制御可能であることを報告した。これらLCST相分離を示す高分子にアゾベンゼン基を導入した共重合体で、光照射に伴うアゾベンゼン基のシス⇔トランス変化に伴い、相転移温度が著しく変化し、双安定な温度域に固定して光照射をすると高分子の溶解⇔相分離を光制御できた。この現象をゲルに適用すると光アクチュエータとして作動することを見出した。
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[Journal Article] Electrolyte Properties of 1-Alkyl-2,3,5-Trimethylpyrazolium Cation-Based Room-Temperature Ionic Liquids for Lithium Secondary Batteries2009
Author(s)
S.Seki, T.Kobayashi, N.Serizawa, Y.Kobayashi, K.Takei, H.Miyashiro, K.Hayamizu, S.Tsuzuki, T.Mitsugi, Y.Umebayashi, M.Watanabe
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Journal Title
J.Power Sources (web published, 該当無し)
Peer Reviewed
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