2023 Fiscal Year Research-status Report
波長選択的光透過機能をもつπ共役系ネットワーク高分子の開発
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22K14503
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
杷野 菜奈美 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 産学官連携研究員 (80816489)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | π共役ポリマー / 熱硬化性樹脂 / ナノコンポジット / コンポジットフィルム / 光学フィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、π共役ネットワークポリマーフィルムの波長選択的光透過機能の制御を目的とし、添加物となる色素を使用せず、光学特性を有するπ共役分子を直接ポリマー骨格に組込む技術の開発を行うと同時にフィルム化する技術の確立を目指した研究開発を実施している。
今年度は、昨年度に引き続きジヒドロキシナフタレンの位置異性体を用いたポリマーフィルムの作製と光学特性評価を実施するとともに、ネットワークポリマーの構造解析に着手した。ジヒドロキシナフタレンのヒドロキシ基の位置の違いにより、重合後のポリマー溶液の色が異なることを見出し、α位に少なくとも１つのヒドロキシ基がある場合、ポリマー溶液の色は濃くなり、２つのヒドロキシ基がβ位に位置している場合は、淡色になることがわかった。ジヒドロキシナフタレンの位置異性体１０種類を用いて作製したキャストフィルムの透過スペクトルは、可視光領域での吸収波長の立ち上がり位置がそれぞれ異なっていたが、フィルムが着色しているため、吸収波長が複数あるフィルムが確認された。フィルムの色に由来する吸収を抑えるために、キャスト量を変えてフィルムの膜厚を厚くすると、黒色のフィルムが得られた。透過スペクトル測定を行うと、黒色でありながら近赤外の波長領域の光は透過し、厚みの薄いときに見られていたフィルムの色に由来する吸収が低減し、本研究の目的の１つであるπ共役ネットワークポリマーフィルムの波長選択的光透過機能の制御に成功した。また、フェノール系芳香族とアミン化合物の重合で生成したポリマー微粒子の構造解析の結果、イオン性基をもつアミン化合物を用いると、粒子表面にメチル基やアミノ基、カルボキシ基を導入可能であることを確認した。
今年度は、これまでの研究成果に関する特許を１件出願し、国際学術会議で５件、国内学会で２件の発表を行った。
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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
本研究課題では、π共役分子をポリマー骨格にもつネットワークポリマーの合成とフィルム形成を同時に行う技術の確立を目指すとともに、ネットワークポリマーの化学構造を解明することを目的とし、π共役系ネットワークポリマーフィルムの波長選択的光透過機能の制御の実現を目指している。
これまでに、ポリマー溶液の調製条件やキャスト条件を変えることで波長選択的光透過機能を有するポリマーフィルムの作製に成功している。また、π共役ネットワークポリマーの化学構造解析にも着手しており、フェノール系芳香族やアミン化合物の種類を変えることで、ポリマー構造に違いが見られることを分析装置による評価で確認できていることから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、π共役ネットワークポリマーの分子量測定ならびに化学構造の解析に注力し、これまでに得られたポリマーフィルムの光学特性と照らし合わせながらπ共役ネットワークポリマーの色（光学特性）と化学構造との関係の解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
昨年度に本研究の基盤となる知見が得られたため、今年度は、昨年度購入分の試薬等を用いて数多くの実験を行うことができた。最終年度に研究を加速させるために、今後必要な試薬およびガラス器具類などの物品費・消耗品費を次年度に使用することとした。また、これまでに得られた成果の国際会議での発表のための参加登録料や旅費、国際学術論文に投稿するための英文校正費として次年度に使用する予定である。
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