2020 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ空間高分子化学で実現する力学応答材料の発動分子科学
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
19H05381
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
細野 暢彦 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (00612160)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多孔性金属錯体 / 多孔性配位高分子 / MOF / 高分子材料 / 力学物性 / 複合材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナノ空間材料を利用し、生体の筋繊維の応答メカニズムを模倣した新しい発動分子システム・力学応答材料の実現に挑む。具体的には 、金属―有機構造体(Metal-Organic Framework: MOF)の細孔内への高分子鎖が包接し吸着する現象を利用し、高分子の吸着エネルギーを力学エ ネルギーへと変換し発動する分子システムを開発するものである。
本研究は、1. MOFへの高分子包接現象の熱力学・速度論の解明、2. MOF/高分子複合材料による発動システムの開発と刺激応答性の評価、を目的として研究を進めた。
前年度に引き続き本年度も項目1について検討を行った。前年度までに、分子量400万を超える超巨大高分子までもがMOFの細孔内へと自発的に侵入し包接されることが明らかとなっている。この超長鎖高分子のMOF細孔への包接という発見に基づき、項目2の高分子との複合化を検討した。結果、高分子とMOFが複合化されたフィルムを得ることに成功した。種々の測定により高分子鎖がMOF細孔内を貫通していることが示され、目的とした構造が得られていることを確認した。得られたフィルムのレオロジー測定および引張試験による力学物性試験を行い、内部構造と力学物性の相関を関連付けることに成功した。今後、物性の最適化を行うことでMOFの多彩なデザイン性を活かしたさらなる高機能化が見込まれる。なお、本年度はMOF細孔への高分子包接原理に基づいた高分子の新しい分離技術の開発にも成功し、関連する成果を多数上げることができた。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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