2013 Fiscal Year Annual Research Report
Gyroid極小界面を用いたI/I3レドックス対伝導界面の構築
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25708014
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
一川 尚広 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80598798)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 液晶 / 色素増感太陽電池 |
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| Research Abstract |
カチオンとアニオンが共有結合で結ばれたZwitterionを基幹材料として種々の両親媒性分子を設計・合成した。Zwitterion部位のデザインとして、イミダゾリウム・アンモニウム・ホスホニウムカチオンを有するものを主に設計し、合成した。これらの両親媒性Zwitterionについて、偏光顕微鏡観察・示差走査熱量測定・X線回折測定を行い、液晶性を調べた。酸や種々のリチウム塩を添加したサンプルについても液晶性を調べたところ、酸やリチウム塩の添加に伴い液晶性が大きく変化することを明らかとした。中でも、ビストリフルオロメタンスルホニルイミドアニオンを有する酸や塩の添加が目的の双連続キュービック液晶相を発現することを見出した。また、ラマン測定により、イオンの状態を調べたところ、Zwitterionのカチオンと添加酸・添加塩のアニオンとの相互作用の形成が双連続キュービック液晶相発現に非常に重要であることがわかった。添加酸・添加塩の割合を調整することで、両親媒性分子が形成する相界面の曲率が連続的に変化し、液晶性（構造や相転移温度）を多様にコントロールできることも明らかとした。種々のヨウ素塩とも複合化し、分子集合構造を調べたが、目的の構造（双連続キュービック構造のgyroid界面上にヨウ素アニオンが配列した構造）を得るには至っていない。今後、より多様なヨウ素塩との複合化を検討し、目的のナノ構造体の構築を目指す。また、ヨウ素の添加による効果についても検討する。
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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
初年度において両親媒性zwitterion分子の自己組織化挙動を制御する手法を大きく前進させることができた。具体的には、両親媒性zwitterion分子と酸や塩を添加・複合化することで、それらの液晶性を制御できることを明らかとしてきた。特に、液晶相の中でも設計の難しいとされている双連続キュービック液晶相を発現できたこと及び発現に関わる因子を整理できたことは大きな前進である。また、自己組織化挙動における、これらの添加物の担う役割についても明らかとしてきた。今後、これらの知見をベースとすることで、目的のナノ構造を構築できるに違いないと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで両親媒性zwitterion分子の分子構造の調整は大きくは検討してこなかった。今後は、より自在な分子集合構造を構築するためにも、両親媒性zwitterion分子の分子設計という観点からも材料設計を行い、工夫していく予定である。具体的には、二量体・三量体骨格の両親媒性zwitterion分子や、多様な特異分子間相互作用を形成し得る骨格を積極的に導入し、求めるナノ構造体の構築を目指す。また、材料のポリマー化などへの展開も行うことで、実材料としての評価などへの展開も行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度内に必要であった機器および試薬は購入し、そろえることができたので、無理に全額は使い切らず次年度に持ち越した。
試薬等の購入予算として充てる予定である。
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