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2012 Fiscal Year Annual Research Report

有機電解質におけるゲル化機構の解明と高機能材料化

Research Project

Project/Area Number 22550137
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

吉田 勝  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー材料製造分野企画室, 企画室長 (40344147)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長沢 順一  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (60357621)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsゲル / ゲル化剤 / 電解質 / イオン液体 / レオロジー / イオン電導度
Research Abstract

当該年度も、従来とは異なる骨格の新しいゲル化剤誘導体の合成と機能発現に取り組んだ。その結果、昨年度までに見出した、新たな電解質ゲル化剤である脂肪族シクロヘキサン環をモノマー中央部に有する誘導体について、新たな知見を得た。すなわち極めて良好なゲル化能が観測されることが判明していた、TFSAおよびFSAと呼ばれるフッ素系のアミドアニオンをカウンターアニオンに持つ各種イオン液体ゲルにおいては、レオロジー測定の結果、5%程度の低濃度条件であるにもかかわらず、従来例よりも1桁以上大きな貯蔵弾性率を有することが明らかとなった。したがって、作成したゲルは、成型性と自立性を持ち、また非共有結合性の相互作用から成る物理ゲルであるにもかかわらず、持ち上げることも可能な機械的強度を有することが分かった。また、分光学的な検討から、アミド部位のカルボニル部分における相互作用が、ゲル形成に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。加えて、高せん断と低せん断を繰り返す破壊実験により、カウンターアニオンがFSAの時のみ、自己修復的な貯蔵弾性率の高速復帰挙動が観測され、相対的にサイズの大きいTFSAについては、全く挙動が異なり復帰が見られないことが分かった。このせん断破壊後の自己修復的な現象は、これまで主に水のゲルで知られていた現象で、イオン液体ゲルとしては世界で初めて観測された例である。この結果を受けて、研究成果をまとめて、極めて低濃度でイオン液体の作成が可能であり、またイオン液体ゲルとして初めての自己修復性の観察に関して、査読付き国際論文誌に論文発表を行った。また、研究所のHP上での研究紹介や学会発表の成果発信にも精力的に取り組んだ。あわせて国際特許出願も行った。また、昨年度モデル化合物で見出した光応答性CNT分散剤についても、反応機構などの検討を進め、一部は学会発表を行った。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Highly Efficient and Specific Gelation of Ionic Liquids by Polymeric Electrolytes to Form Ionogels with Substantially High Gel-Sol Transition Temperatures and Rheological Properties Like Self-Standing Ability and Rapid Recovery2012

    • Author(s)
      長沢順一 、 吉田勝 、松本一
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: 1巻 Pages: 1108-1112

    • DOI

      DOI:10.1021/mz3002808

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 新機能性ゲル材料と試薬化-機能性ソフトマテリアルの新展開2012

    • Author(s)
      吉田 勝
    • Journal Title

      Synthesiology

      Volume: 5 Pages: 171-178

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高分子電解質によるイオン液体の高効率ゲル化2013

    • Author(s)
      長沢順一、吉田勝
    • Organizer
      第5回産総研ナノシステム連携促進フォーラム
    • Place of Presentation
      秋葉原コンベンションホール(東京都)
    • Year and Date
      20130221-20130221
  • [Presentation] スマートマテリアルとしての新しいゲル材料・液晶材料の創製:産業応用を目指した機能性有機材料の新展開2012

    • Author(s)
      吉田 勝
    • Organizer
      近畿大学 Applied Elements Chemistry Seminar
    • Place of Presentation
      近畿大学(大阪府)
    • Year and Date
      20121215-20121215
    • Invited
  • [Presentation] Novel gel-forming polymeric electrolytes for ionic liquids2012

    • Author(s)
      吉田勝、長沢順一、松本一
    • Organizer
      The 9th SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      20121213-20121213
  • [Presentation] Water soluble stilbene derivatives act as novel dispersants for single walled carbon nanotubes: Tuning of dispersibility by photoirradiation2012

    • Author(s)
      吉田 勝、他
    • Organizer
      MRS Fall Meeting 2012
    • Place of Presentation
      Hynes Convention Centor(米国ボストン市)
    • Year and Date
      20121129-20121129
  • [Presentation] スマートマテリアルの創製と展開:新しいゲル材料の開発2012

    • Author(s)
      吉田 勝
    • Organizer
      平成24年度第3回油化学セミナー
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京都)
    • Year and Date
      20121122-20121122
    • Invited
  • [Presentation] Oligo- and Poly-electrolytes as Ionic Gelators: Highly Efficient Physical Gelation of Ionic Liquids2012

    • Author(s)
      吉田勝、長沢順一、松本一
    • Organizer
      The 9th international gel symposium 2012
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      20121011-20121011
  • [Presentation] カチオン性高分子電解質によるイオン液体の高効率ゲル化現象2012

    • Author(s)
      吉田勝、長沢順一、松本一
    • Organizer
      ゲルワークショップ イン 名古屋
    • Place of Presentation
      KKRホテル名古屋(愛知県)
    • Year and Date
      20120921-20120921
  • [Presentation] 多機能性を有する新奇なゲル材料の創製と展開2012

    • Author(s)
      吉田 勝
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県)
    • Year and Date
      20120920-20120920
    • Invited
  • [Presentation] Dispersibility tuning of single-walled carbon nanotubes by photocyclization of a water-soluble stilbene as an efficient dispersant2012

    • Author(s)
      吉田 勝、他
    • Organizer
      The 2nd symposium on carbon nanoforms
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • Year and Date
      20120710-20120710
  • [Presentation] Noncontact tuning of carbon nanotubes dispersibility by photocyclization of a water-soluble stilbene as a photoresponsive dispersant2012

    • Author(s)
      吉田 勝、他
    • Organizer
      International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference (IACIS 2012)
    • Place of Presentation
      仙台国際会議場(宮城県)
    • Year and Date
      20120516-20120516
  • [Remarks] 極少量でイオン液体をゲル化する材料

    • URL

      http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20121107/nr20121107.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] ゲル状イオン導電体2012

    • Inventor(s)
      長沢順一、吉田勝、松本一
    • Industrial Property Rights Holder
      長沢順一、吉田勝、松本一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2012/063937(WIPO)
    • Filing Date
      2012-05-20
    • Overseas

URL: 

Published: 2014-07-24  

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