2023 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative polymer materials based on elucidation of the mechanism of novel functions of ionic polysiloxanes
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22H02142
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
原 光生 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10631971)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | シリコーン / リオトロピック液晶 / 湿度応答 / イオン性高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来、ポリシロキサンは柔軟な素材として利用される場面が多かったが、申請者はポリシロキサンに1級アンモニウム塩を導入することで石油由来ポリマーに匹敵する堅硬性が発現することを明らかにしてきた。さらに、当ポリシロキサンはラメラ状に自己集合することも見いだした。しかし、堅硬性と自己集合との相関については分かっていなかった。本研究では、ポリシロキサンのイオン種や級数を様々に検討することで、ポリシロキサンの堅硬性発現メカニズムを解明する。
令和5年度はアンモニウム塩の級数が異なる直鎖状ポリシロキサンを合成し、吸湿挙動や自己集合挙動を評価した。その結果、アンモニウム塩の級数が2級、3級と高くなることで自己集合の秩序が向上することを湿度制御X線散乱測定にて明らかとした。さらに、耐湿性も級数の増加にともない向上した。一方で、4級まで級数を上げると、自己集合は形成されなかった。これらの結果から、イオン基の嵩高さや静電相互作用が自己集合に影響を与えていることが分かった。
令和6年度は、イオン基周辺の水分子の状態まで意識してイオン性ポリシロキサンの自己集合および堅硬性の発現メカニズムを調べていく。加えて、主鎖からイオン基までの長さやイオン基密度を変化させた際の自己集合挙動についても調査し、ラメラ以外の自己集合モルフォロジーが得られるような材料設計を模索していく。
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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
イオン基の級数が自己集合に影響を与えることが分かり、直鎖状ポリシロキサンの自己集合形成メカニズムの理解が進んだため。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度は、イオン基周辺の水分子の状態まで意識してイオン性ポリシロキサンの自己集合および堅硬性の発現メカニズムを調べていく。具体的には、テラヘルツ分光や重水素加湿赤外分光法、NMR測定を取り入れていく。加えて、主鎖からイオン基までの長さやイオン基密度を変化させた際の自己集合挙動についても調査し、ラメラ以外の自己集合モルフォロジーが得られるような材料設計を模索していく。
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