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光学材料応用を目指したハイパーブランチポリマーの合成に関する研究

Research Project

Project/Area Number 09J56511
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanostructural science
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

森 裕一  九州大学, 先導物質化学研究所, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsハイパーブランチポリマー / 電気光学材料 / 超分極率(β) / 電気光学定数(r_<33>) / 架橋
Research Abstract

○高色素導入型、および高耐久性高分子材料の設計・合成
高色素導入型高分子材料として、本研究課題であるハイパーブランチポリマーの更なる高性能化を目指し分子設計・合成に着手した。分子設計の指針として、光学透明性に優れるメチルメタクリレート(MMA)を導入し、色素を化学結合したハイパーブランチポリマーの統計的な合成を行った。具体的には、ハイパーブランチポリマーの主鎖にはメチルメタクリレートとイソシアネート基を有するメチルメタクリレートを導入し、分岐性を持たせるために二つのオレフィン化合物を有する分子設計と合成経路の確立に努めた。その結果、分岐内部のイソシアネートとヒドロキシル基を有する光機能性色素材料を付加反応することで極めて高い非線形光学色素の溶解性と高分解温度特性を得ることができた。汎用的に用いられているホスト材料PMMAの色素溶解性は20wt%であったのに対し、本研究で合成したハイパーブランチポリマーは50wt%と2倍近い導入を確認でき、当該年度達成目標である40wt%を大きく凌駕することができた。
○光機能性色素の設計・合成
光機能性色素材料として高非線形光学分子に焦点を当てて、分子設計・合成に着手した。分子設計の指針としてπ共役鎖がつながった代表的な非線形光学色素を合成した。具体的には、イソシアネート基と反応しウレタン結合を形成することから分子末端にヒドロキシル基を有するπ電子共役形誘導体を合成した。これらの材料特性評価を行ったところ、合成段階においてイソシアネート基の消失をFT-IR測定で確認でき、DSC測定によって高いガラス転移温度(>140℃)を得ることができた。
○光デバイスの作成・評価
合成した材料をデバイス化し、物性評価を行うことが、本テーマの役割である。作成した薄膜をデバイス化した後、電気光学定数(r33)を測定した結果、140pm/Vを得ることができた。この結果は、申請書に記載の最終目標として掲げた50pm/V以上の値を大きく超える値であり、昨年度の結果である110pm/Vを超えることに成功した。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Large Electro-Optic Activity and Enhanced Temporal Stability of Methacrylate-Based Crosslinking Hyperbranched Nonlinear Optical Polymer2012

    • Author(s)
      Yuichi Mori
    • Journal Title

      Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry

      Volume: 50 Pages: 1254-1260

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis and optical stability of 150 pm/V hyperbranched polymers2011

    • Author(s)
      Yuichi MORI
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス(岡山県)
    • Year and Date
      2011-09-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of EO Hyperbranched Polymer having High Glass Transition Temperature and Temporal Stability2011

    • Author(s)
      Yuichi MORI
    • Organizer
      The International Conference on Organic Nonlinear Optics and Electronics (ICONO) 2011
    • Place of Presentation
      Trinity College Dublin in Ireland
    • Year and Date
      2011-09-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhancement of Electro-optic Property in Hyperbranched Polymer Host2011

    • Author(s)
      Yuichi MORI
    • Organizer
      Six International Conference on Molecular Electronics and Bicelectronics
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2011-03-16
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Electro-optic property and thermal stability of non-linear optical hyper-branched polymers2010

    • Author(s)
      Yuichi MORI
    • Organizer
      Korea Japan Forum 2010
    • Place of Presentation
      北九州国際センター(福岡県)
    • Year and Date
      2010-08-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気光学ハイパーブランチポリマーの光学特性と安定性の評価2010

    • Author(s)
      森裕一
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      横浜アリーナ(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-05-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Hyper-Branched Polymer for Electro-optic Application2010

    • Author(s)
      Shiyoshi YOKOYAMA
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2010
    • Place of Presentation
      San Francisco in USA
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Electro Optic Material using Hyperbranched Polymers2010

    • Author(s)
      Yuichi MORI
    • Organizer
      JOINT SYMPOSIUM ON ORGANIC CHEMISTS IN NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY Joint Symposium between Division of Chemistry & Biological Chemistry in Nanyang Technological University and Kyushu University G-COE program "Novel Carbon Resource Science"
    • Place of Presentation
      NTU in Singapore
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Electro Optic Material using Hyperbranched Polymers2010

    • Author(s)
      Yuichi MORI
    • Organizer
      WORKSHOP ON CHEMISTRY FOR YOUNG CHEMISTS IN NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE, Joint Workshop between National University of Singapore and Kyushu University G-COE program "Novel Carbon Resource Science"
    • Place of Presentation
      NSU in Singapore
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイパーブランチポリマーを用いた超高速光スイッチングデバイス用高性能電気光学材料の合成2009

    • Author(s)
      森裕一
    • Organizer
      第46回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイパーブランチポリマーを用いた電気光学材料の合成2009

    • Author(s)
      森裕一
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] APPLICATION HYPER-BRANCH POLYMER FOR ELECTRO-OPTIC APPLICATION2009

    • Author(s)
      Xianqing PIAO
    • Organizer
      IUPAC 5^<th> International Symposium on Novel Materials and Synthesis(NMS-V) & 19^<th> International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers(FCFP-XIX)
    • Place of Presentation
      Shanghai in China
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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