| 研究課題/領域番号 |
17H03064
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
高分子化学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
吉尾 正史 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 独立研究者 (60345098)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | 液晶 / 自己組織化 / ナノ相分離形成 / プロトン伝導 / 燃料電池 / 双連続キュービック相 / ブレンステッド酸塩基対 / 高分子電解質 / ナノ構造 / 分子配向 / 光架橋 / 高分子フィルム |
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| 研究成果の概要 |
光重合性双性イオン分子とベンゼンスルホン酸やプロトン性イオン液体などの酸性分子との二成分複合系において、ヘキサゴナルカラムナー液晶性を発現させ、液晶場光重合を行うことで自立性を有する高プロトン伝導性高分子フィルムを構築することに成功した。液晶ナノ構造フィルムは非晶性フィルムよりも低い活性化エネルギーで高プロトン伝導が実現できることを実証した。
さらに、長鎖アルキルを有する塩基性イミダゾール誘導体とベンゼンスルホン酸などの酸性分子とのブレンステッド酸塩基対について、複合比率を変えるだけでカラムナー相、双連キュービック相、スメクチック相の発現を制御できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、高分子型燃料電池に資する新規のプロトン伝導ナノチャンネル構造を有する高分子フィルム材料の開発に成功し、ナノ構造の形成が伝導性を高めるという新現象を見出した。また、ブレンステッド酸塩基対形成を液晶材料設計に導入する学術的に新しいアプローチによって、従来設計では困難な双連続キュービック液晶構造を容易に構築することが可能になった。本研究で開発したイオン活性液晶は、燃料電池応用だけでなく、触媒膜、ガス分離膜、水処理膜、アクチュエータなど最先端材料・素子に展開できるため、社会的意義がある。
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