ホウ素化学とケイ素化学のシナジーによる高機能デュアル元素型無機高分子の創出

• 研究課題/領域番号: 17K05876
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 松見 紀佳 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40323745)
• 研究分担者: VEDARAJAN R 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40638756)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ポリ（ボロシロキサン） / 有機ホウ素高分子 / 有機ケイ素高分子 / 自己修復材料 / 腐食 / イオン伝導性高分子 / 無機高分子 / 自己修復 / イオンセンシング / 高分子電解質 / アニオンレセプター / フッ化物イオン / ホウ素 / ケイ素 / センシング / 電気化学

研究成果の概要

ポリ（ボロシロキサン）のチタン板上における自己修復能の発現を見出した。走査型電子顕微鏡やインピーダンス測定により性能を詳細に評価した。コーティングが耐腐食性の向上につながっていることも明らかとなった。また、ポリ（ボロシロキサン）を支持高分子材料としたイオンゲル電解質を各種作製して評価した。良好なイオン伝導度、リチウムイオン輸率、電気化学的安定性をそれぞれ観測した。さらに、側鎖にメシチル基以外の置換基をホウ素上に有する新規ポリ（ボロシロキサン）についても合成を行った。新たに合成したポリ（ボロシロキサン）においても自己修復能を有していることが確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において見出された自己修復性高分子を用いることにより、既存のプラスチック材料をメンテナンスフリーな材料に置き換え、耐久性を大幅に高めることが可能になると考えられる。今回見出された材料は、リチウムイオン二次電池などの各種エネルギーデバイスの部材としても魅力的であり、電極コーティング剤やバインダーとしての有効性が期待できる。作製したイオンゲル電解質材料は、電気化学的性能とソフトマテリアルとしての接着性、加工性を備えた電解質材料として各種エネルギーデバイスへの検討にとって有益と考えられる。シロキサンやボロキサンを分子レベルで組み合わせた設計により、既存の材料と異なる特異的な特性の発現に至った。