Analysis of non-equilibrium structures of poly(ionic liquid)s materials using small angle neutron scattering

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20KK0325
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Watanabe Takaichi 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 研究准教授 (60743979)
• Project Period (FY): 2021 – 2023
• Keywords: イオンゲル / 小角散乱 / イオン液体 / コンポジット / イオン伝導 / 機械的強度

Outline of Final Research Achievements

Ion gels are expected to be applied to high-performance carbon dioxide separation membranes and actuators that operate under harsh conditions. In this study, we evaluated the cross-linked network structure of ion gels through rheology measurements, static and dynamic light scattering of polymer ionic liquid solutions, and small-angle X-ray and neutron scattering experiments. Additionally, we proposed a simple method for controlling the properties (mechanical strength and ionic conductivity) of ion gels by designing anion species.

Free Research Field

化学工学，ソフトマター，相分離，ゲル，エマルション

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

イオンゲルは，不揮発性やイオン伝導性，二酸化炭素吸収性などの特長を有する機能性材料の一つである。しかし，イオンゲルの機械的強度は低いため，実用化には課題が残る。イオンゲルの架橋構造を制御して高強度化を図る研究は数多く行われている。しかし，イオン液体の種類を変えるたびに適切なネットワークの再検討が必要である。本研究では，イオンゲルに含まれるアニオン種のモル比を変えることで最終的なゲル物性（機械的強度やイオン伝導性）を簡便に調整できることを見出した。この要素技術を使うことで，高強度なイオンゲルの開発を推進することが可能となる。