2014 Fiscal Year Research-status Report
ポリビニルアルコール系高性能エネルギー変換材料の開発
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25410220
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
塩谷 正俊 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (10196363)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ポリビニルアルコール / ヨウ素 / アクチュエーター / ケモメカニカル / メカノケミカル / 相互作用パラメータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，従来にない膨潤特性及び力学特性を持つ新たなエネルギー変換材料を得ることを目的として，ヨウ素処理を施したポリビニルアルコール(PVA)の構造及び物性について検討した。ヨウ素処理PVAフィルムは溶媒で湿らせた布で拭いた板の上でジャンプを繰り返すという特異的な挙動を示すが，昨年度の研究でジャンプのメカニズムについて検討し，ジャンプが起こるためには膨潤エネルギーが大きいこと，弾性率が高いこと，及び，緩和時間が長いことが必要であることを明らかにした。本年度はヨウ素処理PVAがこれらの条件を満たす理由について検討した。通常の高分子ゲルの場合には，混合の自由エネルギー変化とエントロピー弾性によるエネルギー変化に基づいて膨潤平衡が決まるが，ヨウ素処理PVAの場合には，溶媒を含んだ状態でもガラス状態であるために，膨潤平衡は混合の自由エネルギー変化とエネルギー弾性によるエネルギー変化に基づいて決まる。後者の場合には弾性率が高いことは膨潤に不利であるにも拘わらずヨウ素処理PVAが高い膨潤エネルギーを示すのは，溶媒に対するヨウ素処理PVAの相互作用パラメータが絶対値が大きい負の値をとっているためであると推察した。メタノールに浸漬したときの質量及び体積変化から相互作用パラメータを評価した結果，このことが実証された。さらに，ヨウ素処理の程度が相互作用パラメータに及ぼす影響についても検討した。ヨウ素処理PVAは大きい膨潤エネルギーを持ちながら耐熱性にも優れており，通常の高分子ゲルにはない特徴を有していることが明らかになった。
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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
本研究では従来にない膨潤特性及び力学特性を持つエネルギー変換材料を得ることを目的としているが，PVAをヨウ素処理すること，及びその条件を最適化することによってこれを実現できた点で概ね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
PVAに架橋を導入したり多孔体とした後にヨウ素処理を施すことによって，溶媒の拡散性や力学特性を変化させたヨウ素処理PVAを製造し，これらが膨潤特性に与える影響を検討する。また，シンクロトロン放射光を利用した微細構造の解析が実施できていないので，本年度の研究で実施を検討する。
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