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Frustrated monolayer of ionic liquids

Research Project

Project/Area Number 21K13896
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

Nemoto Fumiya  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 講師 (50615672)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsイオン液体 / 薄膜 / 分光法 / アルキル鎖 / 相転移 / 吸着 / 中性子反射率 / 両親媒性分子 / 構造解析 / 分光 / ソフトマター
Outline of Research at the Start

薄膜状態のイオン液体では、特異的な相転移・ガラス転移挙動が期待できる。ただイオン液体薄膜の作製には、基板との相互作用の調整や、長距離秩序形成の抑制が必要である。本研究では、基板の修飾によって分子の吸着性を制御し、薄膜材料の分子長にフラスト レーションを導入することで、安定なイオン液体薄膜を作製する。その上で、イオン液体薄膜における転移挙動を界面選択的な手法を使って調べ、その構造形成・転移機構を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Ionic liquids with non-volatile or electrically conductive properties are promising candidates to use in conductive films and electrically conductive lubricants. The phase behavior and electrical and mechanical properties are essential for investigating these applications. In this study, we aimed to develop a method to fabricate a model system of thin films in ionic liquid mixtures, evaluate their physical properties, and measure the structure of the thin films in real-time. As a result, we found that thin films are stabilized by mixing ionic liquid samples with different alkyl chain lengths and succeeded in developing an inexpensive and fast method to measure the thickness of thin films.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は、高性能な導電性フィルムや電気伝導性の潤滑剤などの開発につながるものであり、半導体産業や機械産業への波及効果が期待できる。材料開発の面では、長短のアルキル鎖をもつ試薬の混合系が、他の系でも安定に作製する手法として報告されており、同様の手法の適用可能性を示したものといえる。装置開発の側面として、小型分光器を多数並べてスペクトルのピーク位置から算出する手法が、薄膜構造のリアルタイム計測につながる可能性が高い。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Performance of position-sensitive flat-panel and resister type photomultiplier tube detector on neutron reflectometer SOFIA at J-PARC2022

    • Author(s)
      Nemoto Fumiya、Yamada Norifumi L.、Satoh Setsuo
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 1040 Pages: 166988-166988

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.166988

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neutron-Reflectometry-Based In Situ Structural Analysis of an Additive Aligning Agent for the Alignment of Nematic Liquid Crystals on Solid Substrates2022

    • Author(s)
      Fumiya Nemoto, Norifumi L. Yamada, Masahiro Hino, Hiroyuki Aoki, Hideki Seto
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 18 Issue: 3 Pages: 543-553

    • DOI

      10.1039/d1sm01355f

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thickness and birefringence of thin films assessed by interferometry using a low-cost spectrometer2021

    • Author(s)
      Fumiya Nemoto
    • Journal Title

      Spectroscopy Letters

      Volume: 54 Issue: 9 Pages: 707-714

    • DOI

      10.1080/00387010.2021.1991382

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アルコール添加したミセルの吸着2023

    • Author(s)
      根本文也, 久下博生, 瀬戸秀紀
    • Organizer
      日本中性子科学会 第23回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] アルコール添加ミセルの構造と表面吸着挙動2023

    • Author(s)
      根本文也
    • Organizer
      2022年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Adsorption of cationic surfactant from various solutions on solid substrates2022

    • Author(s)
      Fumiya Nemoto, Norifumi L. Yamada
    • Organizer
      International Conference on Neutron Scattering 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 陽イオン性界面活性剤吸着挙動の溶媒依存性2022

    • Author(s)
      根本文也, 山田悟史
    • Organizer
      日本中性子科学会 第22回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] プロパノール・四級アンモニウム系イオン液体混合系のCO2 雰囲気における構造解析2022

    • Author(s)
      根本文也, 阿部洋
    • Organizer
      第12回イオン液体討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヨウ素混合イオン液体の表面構造2021

    • Author(s)
      根本文也, 阿部洋
    • Organizer
      第72回コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/fnemoto

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] リサーチマップ

    • URL

      https://researchmap.jp/fnemoto

    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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