1987 Fiscal Year Annual Research Report
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62550656
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
緒方 直哉 上智大学, 理工学部, 教授 (40053574)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 厚 上智大学, 理工学部, 助手 (40190566)
渡辺 正義 上智大学, 理工学部, 助手 (60158657)
讃井 浩平 上智大学, 理工学部, 教授 (30053664)
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| Keywords | 固体電解質 / イオン伝導性高分子 / ポリアミノ酸 / ポリグルタメート / ポリエチレンオキサイド / 電解重合 / ポリピロール / フェロセン |
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| Research Abstract |
固体状態で高いイオン伝導性を有する固体電解質は, 広範な分野に亘るイオニクス素子に応用可能な新材料として近年大きな期待が寄せられている. 本研究は, 高分子材料を用いたイオン伝導体を設計し, その導電機構を明らかにすることを目的に推進されている. さらにイオン導電率の高い高分子材料を電気化学反応の反応場に用いることにより, 分子レベルの電気的応答を引き出す固体媒体としても興味深く, 検討を加えた.
イオン伝導性高分子として, 高次構造の規制が期待できるポリ(α-アミノ酸)を選択した. すわなちポリ(γ-メチルーL-グルタメート)側鎖にエステル交換反応によりポリエーテル鎖を導入する最適条件を明らかにした. 得られたポリグルタメート誘導体およびキャリヤーイオンをドーピングした電解質の高次構造を明らかにした. その結果, 主鎖が棒状のα-ヘリックス構造をとり, 柔軟な側鎖がその外側に配置した構造を持つことが示された. ヘリックス間距離は側鎖長とともに増大し, ドープされたイオンは側鎖によって選択的に溶媒和された. 本ポリアミノ酸をキャリヤーイオンの媒体として用いることにより, イオン移動に及ぼす主鎖分子運動の寄与が無視でき, 側鎖分子運動のみの寄与を分離して議論することが可能になった. イオン導電率の温度依存性は, 側鎖緩和温度を基準温度を用いて整理すると, 側鎖長の増大とともに増大した. この結果は, 高分子中のイオン移動が側鎖に溶媒和された状態で生起し, 移動するイオンの大きさ(高分子中のイオンの溶媒和半径)は, 分子運動のセグメントの大きさにより決定されると結論された.
高イオン伝導性のポリエチレンオキシド架橋体は, ピロールの電解集合, フェロセンのレドックス反応の反応場として機能することが明らかにされ, 分子の電気化学応答を引き出す新しい媒体としての可能性が示された.
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[Publications] M.Watanabe,M.Itoh,K.Sanui,and N.Ogata: Macromolecules. 20. 569-573 (1987)
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[Publications] M.Watanabe,R.Ikezawa,K.Sanui,and N.Ogata: Macromolecules. 20. 968-973 (1987)
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[Publications] M.Watanabe,K.Tadano,K.Sanui,and N.Ogata: Chemistry Letters. 1987. 1239-1242 (1987)
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[Publications] M.Watanabe,S.Nagano,K.Sanui,and N.Ogata: Journal of Power Sources.20. 327-332 (1987)
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[Publications] 渡辺 正義: 化学と工業. 40. 46-49 (1987)
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[Publications] M.Watanabe and N.Ogata: British Polymer Journal. (1988)
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[Publications] M.Watanabe and N.Ogata Edited by J.R.MacCallum and C.A.Vincent: "Polymer Electrolyte Reviews 1" Elsevier Applied Science, 30 (1987)
