2022 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体で配位高分子を創る：融けて塗れ、自己修復する配位高分子の開発
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20K21210
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
持田 智行 神戸大学, 理学研究科, 教授 (30280580)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑原 大介 電気通信大学, 研究設備センター, 准教授 (50270468)
藤森 裕基 日本大学, 文理学部, 教授 (80297762)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 配位高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、イオン液体を素材とする低融点配位高分子の開発を目的として、比較的低温で分解融解（不一致融解）を示すアニオン性配位高分子を合成してきた。前年度は、イミダゾリウムイオン液体を含有するアニオン性配位高分子に対して熱分析および各種の分光法を適用し、その融解凝固過程の起源を明らかにした。本年度は、この手法を多様な四級塩（ピリジニウム塩、テトラアルキルアンモニウム塩、チオリウム塩）を含むイオン液体含有配位高分子に拡張した。いずれの物質も同様の熱力学的挙動を示し、それらの融点は、配位高分子を構成するイオン液体の融点と直線的な相関関係があった。溶融状態からの冷却では、通常の冷却条件では不均一混合物が生じたが、超高速示差走査型熱分析を適用した結果、急冷によって結晶化が起こることが判明した。さらに、より早い速度で冷却すると、多くがガラス化することが判明した（温度変化速度 ～5000 K/s）。ガラス化に必要な冷却速度は物質に応じて大きく異なり、融点ではなく、カチオンの柔軟性と相関していた。すなわち、骨格あるいは置換基の柔軟性が低い物質は冷却時に結晶化しやすく、それらのガラス化には、より大きな冷却速度が必要だった。このように本研究では、多成分からなる配位高分子における分解融解の一般性を示し、配位高分子の融解現象の分析における超高速示差走査型熱分析の有用性を示した。これらの結果は、溶融性配位高分子の設計およびそのガラス化能制御の指針として有用である。
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