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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

Research Project

Project/Area Number 24350058
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

中 建介  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (70227718)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsナノ材料 / 自己組織化 / 超分子化学 / 分子性固体 / 有機導体
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。

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。

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。

  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Synthesis of first and second generation imidazole-terminated POSS-core dendrimers and their pH responsive and coordination properties2012

    • Author(s)
      Naka, K.; Masuoka, S.; Shinke, R.; Yamada, M.
    • Journal Title

      Polym.J.

      Volume: 44 Pages: 353-359

    • DOI

      10.1038/pj.2011.145

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of tertiary aliphatic amines on self-assembly of TCNQ in mixed-valence state

    • Author(s)
      Hayakawa, K.; Tsuji, Y.; Naka, K.
    • Journal Title

      Composite Interfaces

      Volume: (印刷中)

    • DOI

      10.1080/15685543.2013.762889

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of im idazole-term inated hyperbranched polymers with POSS-branching points and their pH responsive and coordination properties

    • Author(s)
      Irie, Y.;Naka, K.
    • Journal Title

      J. Polym. Scie., Part A; Polym.Chem.

    • DOI

      10.1002/pola.26664

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リチウムイオン伝導性エステル型POSS核デンドリマー固休電解質の開発2013

    • Author(s)
      人江康行、中建介
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大 滋賀
    • Year and Date
      2013-03-23
  • [Presentation] Preparation of Imidazolium Cation Terminated POSS-Core Dendrimers and Their Application2013

    • Author(s)
      Naka, K. : Shinke, R.; Yamada, M.; Irie Y.
    • Organizer
      l^<st> JAiST International Symposium on Ionics Materials
    • Place of Presentation
      北陸先端大 石川(招待講演)
    • Year and Date
      2013-03-14
  • [Presentation] POSS核デンドリマー型固体伝導材料の開発2012

    • Author(s)
      入江康行・中建介
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大 名古屋
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] Preparation of Functionalized POSS-Core Dendrimers and Their Application2012

    • Author(s)
      Naka, K.
    • Organizer
      The Second Japan-Korea Joint Symposium on Polymer Nanohybrid Materials
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学 京都(招待講演)
    • Year and Date
      2012-08-06
  • [Presentation] 有機無機ハイブリッド高分子の合成と機能2012

    • Author(s)
      中建介
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      横浜国際会議場 横浜(招待講演)
    • Year and Date
      2012-05-29
  • [Presentation] 新規エステル型POSS核デンドリマーの合成と機能化2012

    • Author(s)
      入江康行・中建介
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      横浜国際会議場 横浜
    • Year and Date
      2012-05-29
  • [Presentation] Synthesis of POSS-based Compounds and Their Application2012

    • Author(s)
      Naka, K.
    • Organizer
      "Advances in Organic/Inorganic Hybrid Materials"US-Japan Workshop
    • Place of Presentation
      University of Michigan, Michigan USA(招待講演)
    • Year and Date
      2012-05-17
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~kenaka/index.html

URL: 

Published: 2014-07-16  

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