2015 Fiscal Year Annual Research Report
多分岐高分子を利用する高強度イオンゲルの開発・制御と環境調和型材料への展開研究
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25248027
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柴山 充弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (00175390)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 健太 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (20432883)
酒井 崇匡 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70456151)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | イオンゲル / テトラペグゲル / 非プロトン性イオン液体 / プロトン性イオン液体 / ガス分離膜 / 中性子散乱 / 動的光散乱 / 溶媒和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオン液体(IL)は不揮発性、難燃性、熱的・化学的安定性等の特徴を有し、さらには二酸化炭素等の酸性ガスを選択的に吸収する性質を有する。本研究では、我々の研究グループが開発した、４分岐ポリエチレングリコール(Tetra-PEG)鎖を骨格とする均一網目を用いた高強度ハイドロゲル（溶媒：水）の開発・研究をイオン液体(IL)系に拡張し、高性能イオンゲルの創成と応用を目指すことを目的とした。我々は、すでにIL中において反応末端の異なる二種の４分岐ポリエチレングリコールを反応させることで、耐熱性・力学強度に優れた高強度イオンゲル（テトラペグイオンゲル）を開発することに成功していたが、反応効率や反応速度制御に難があり、ガス分離膜等に応用可能な十分な力学強度をもつ薄膜の作成の実現には至っていなかった。そこで、本研究では、４分岐ポリエチレングリコール（テトラペグゲル）のゲル化反応速度論、網目欠陥制御と網目欠陥含有ゲル網目の構造解析、プロトン性IL緩衝剤の開発、プロトン性ILを用いた反応速度の制御法を確立し、テトラペグイオンゲル高強力薄膜の開発と二酸化炭素分離能評価、強力イオンゲル薄膜の調製、および、そのガス透過選択性および二酸化炭素吸収特性の評価などを行った。特に平成27年度においては、テトラペグゲルのゲル化反応化学の速度論的研究および二酸化炭素分離能の評価を行った。これらの成果は、アメリカ化学会高分子専門誌等に掲載され、イオン液体を媒体とする高分子ゲルの調製法のみならず、反応化学、分析化学、分離科学等に大きな貢献をした。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Structural Analysis of Lipophilic Polyelectrolyte Solutions and Gels in Low-Polar Solvents2015
Author(s)
Nishi, K; Tochioka, S; Hiroi,, T; Yamada, T; Kokado, K; Tae-Hwan Kim, T-H; Gilbert, E. P; Sada, K; Shibayama, M.
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Journal Title
Macromoleules
Volume: 48
Pages: 3613-3621
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Gelation process of Tetra-PEG ion gel studied by time-resolved SANS2015
Author(s)
Hashimoto, K., Fujii, K, Nishi, K., Sakai, T., Shibayama, M.
Organizer
2nd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering, AOCNS 2015
Place of Presentation
シドニー、オーストラリア
Year and Date
2015-07-19 – 2015-07-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] CO2 Separation Properties of High-toughness Tetra-armed Poly(ethylene glycol) Ion Gel2015
Author(s)
Hashimoto, K., Fujii, K, Makino, T., Sakai, T., Shibayama, M.
Organizer
6th International Congress on Ionic Liquids, COIL-6
Place of Presentation
Jeju, Korea
Year and Date
2015-06-16 – 2015-06-20
Int'l Joint Research
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