2012 Fiscal Year Annual Research Report
POSS核デンドリマー設計による分子オーダーで相分離した機能性固体材料の開拓
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24350058
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中 建介 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (70227718)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 自己組織化 / 超分子化学 / 分子性固体 / 有機導体 |
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| Research Abstract |
分子レベルの剛直なシリカ成分であるかご型シルセスキオキサン(POSS)の周囲に有機分岐鎖とその末端に機能性ユニットを導入したPOSS核デンドリマーを合成し、自己組織化を主たる駆動力とせず、単にこれを配列させるだけで、これまでのブロック共重合体を用いた自己組織化によるミクロ相分離構造材料の限界を越える1nmオーダーの微細な領域に置ける相分離構造の自在デザイン可能な革新的概念のPOSS核デンドリマー配列型周期構造固体機能材料創出を目的として研究を行い、以下の研究成果を得た。
1)合成時間の短縮化を目的とした新たなPOSS核デンドリマー合成法の検討を行った結果、オクタキス(ジメチルシロキサン)オクタシルセスキオキサンを出発原料としたポリエステル型POSS核デンドリマーの開発に成功した。
2)平成23年度までに開発されたポリアミドアミン型イミダゾリウム塩末端POSS核デンドリマーのバルク構造を、広角X線散乱(WAXS)を用いて評価したところ、分子レベルでイミダゾリウム塩が集合したドメインが形成されていることを明らかにした。
3)ポリアミドアミン型イミダゾリウム塩末端POSS核デンドリマーの対アニオンをビス(トリフルオロメタンスルポニル)イミド(TFSI)へ変換したデンドリマーにLi塩を添加したサンプルのガラス転移温度(Zg)とイオン伝導性を評価したところ、世代数が低いほど低い7gを示すとともにイオン伝導性も高くなることを明らかにした。
4)ポリエステル型イミダゾリウム塩末端POSS核デンドリマーを合成し、その対イオンをテトラシアノキノジメタン(TCNQ)アニオンラジカルに変換し、このアセトニトリル溶液に中性のTCNQを加えて基板に塗布することで導電性を発現する混合原子価状態π積層化が達成され、1S/cmの導電性を示す塗布膜の作製に成功した。
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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
平成24年度当初計画である末端基や分岐鎖の構造の異なるPOSS核デンドリマーの開発と、イオン導電性と構造との相間を検討すること、およびテトラシアノキノジメタン(TCNQ)アニオンラジカルをアニオン交換法でイミダゾリウム塩末端POSS核デンドリマーに導入し、導電性を発現する混合原子価状態を形成させることに成功した。以上からおおむね計画どおりに進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度に行った研究をさらに進展させるとともに、色素増感太陽電池用固体電解質への適用性評価などを遂行することで、革新的概念のPOSS核デンドリマー配列型周期構造固体機能材料創出を目指す。
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