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イオン液体で膨潤する新規ポリイミドゲルの合成と光応答性アクチュエーターへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18045011
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京農工大学

研究代表者

渡辺 敏行  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (10210923)

研究分担者 荻野 賢司  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (10251589)
戸谷 健朗  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 技術職員 (50397014)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2007年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード高分子ゲル / イオン液体 / 光応答性 / 拍動 / 弾性率 / 動的光散乱 / アクチュエーター / アゾベンゼン
研究概要

これまでに我々が合成した高分子ゲルは大気中では溶媒が蒸発して収縮してしまうため、動作しなくなる。そこで、上記のゲルが含んでいる溶媒をイオン液体である(1,3-Diethylimidazoliumbromide)で置換すると、収縮せずに大気中でも安定に存在することが判明した。このゲルをロット上に加工し、大気中で442nmの光を照射すると、光照射方向に曲がるゲルが作製できた。
このロッドをさらにスライスして顕微鏡下で可視光を照射して観察した。この際にゲルに青色レーザーを照射すると、ゲルが収縮し、青色レーザーを切ると、膨潤した。この青色レーザーのOn、Offを繰り返すとゲルが拍動し、その中に含まれている溶媒をはき出し、ポンプとして機能することが明らかになった。また、光照射により溶液を噴射し、魚のようにイオン液体中を泳いでいく挙動も観察できた。レオメーターによる測定によって、光照射時には高分子ゲルの弾性率が約2倍に上昇することが明らかになった。これは光照射によって高分子ゲル中に擬似的な架橋点が形成されたことを意味している。光照射によって新たに構築された架橋点の割合は全体の40%程度であった。
光照射前後では、網目の拡散係数が可逆的に変化することを動的光散乱測定で見いだした。この拡散係数からイオン液体中の網目サイズを推定すると共に、そのナノポア中でのイオン液体の粘性率を評価した。その結果、ナノポア中でのイオン液体の粘性率がバルク中より低下するとの傾向が見られた。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] New Precise Fabrication Technology for Lenticular Lens Sheet with Black Stripe Patterns by Using Photo-Sensitive Material with Surface Modifier2008

    • 著者名/発表者名
      A. Nagasawa, K. Fujisawa, T. Watanabe
    • 雑誌名

      Appl. Phys, Expr. 1

      ページ: 22003-22005

    • NAID

      10025079061

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical control of network structure in gels and photo-induced changes in their viscoelastic properties2007

    • 著者名/発表者名
      N. Hosono, H. Furukawa, Y. Masubuchi, T. Watanabe, K. Horie
    • 雑誌名

      Colloid. Sur. B: Biointerfaces 58

      ページ: 285-289

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of sensitizer on two-photon initiated polymerization(TPIP) in photoresist SU-82007

    • 著者名/発表者名
      N. Kondo, T. Watanabe, K. Totani
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci. Tech. 20

      ページ: 291-297

    • NAID

      130004464545

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Changes in the surface wettability of SBR+PNIPA film induced by temperature2007

    • 著者名/発表者名
      N. Mori, H. Horikawa, H. Furukawa, T. Watanabe
    • 雑誌名

      Macromolecular Mater. Eng 297

      ページ: 917-922

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of ionic conductivity of ionic liquid/photoresponsive poly(amide acid) gels by photoirradiation2007

    • 著者名/発表者名
      M. Tamada, T. Watanabe, K. Horie, H. Ohno
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      ページ: 4050-4052

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A molecular dynamics simulation study on polymer networks of end-linked flexible or rigid chains2007

    • 著者名/発表者名
      N. Hosono, H. Furukawa, T. Watanabe, Y. Masubuchi
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 127

      ページ: 164905-164905

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical control of network structure in gels and photo-induced changes in their viscoelastic properties2007

    • 著者名/発表者名
      N.Hosono, H.Furukawa, Y.Masubuchi, T.Watanabe, K.Horie
    • 雑誌名

      Colloid. Sur. B : Biointerfaces 56

      ページ: 285-289

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Light induced formation of curved needle texture by circular polarized light irradiation on a discotic liquid crystal liquid crystal containing a racemic chromium complex2006

    • 著者名/発表者名
      N.Anzai, H.Kurihara, M.Sone, H.Furukawa, T.Watanabe, K.Horie, S.Kumar
    • 雑誌名

      Liq. Cryst 33

      ページ: 671-679

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Reversible thermosensitive recording of fluorescent images (TRF)2006

    • 著者名/発表者名
      S.Hirata, T.Watanabe
    • 雑誌名

      Adv. Mater. 18

      ページ: 2725-2729

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Multifunctional block copolymers for organic photorefractive materials2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ogino, T, Goma, D.Kageyama, H.Sato, N.Yonezawa
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci, Tech. 19(3)

      ページ: 419-424

    • NAID

      130004833114

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Study on trioxane production process with super or subcritical fluid as solvent and extractant2006

    • 著者名/発表者名
      M.Tanaka, K.Ogino
    • 雑誌名

      Synthetic Communications 36(14)

      ページ: 1927-1932

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フォトメカニカルアクチュエーター・光照射により曲がる材料2006

    • 著者名/発表者名
      渡辺敏行, 吉川真由美, 古川英光, 堀江一之
    • 雑誌名

      光アライアンス 17(4)

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ハイブリッドポリマーを利用した新規偏光素子2006

    • 著者名/発表者名
      渡辺敏行, 林秀樹, 戸谷健朗, 斉藤憲明
    • 雑誌名

      光アライアンス 17(5)

      ページ: 38-43

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 超臨界CO_2プラズマによるナノ炭素材料合成2006

    • 著者名/発表者名
      渡辺敏行, 須賀陽介, 曽根正人
    • 雑誌名

      NEW DIAMOND 83(10)

      ページ: 28-29

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる剛直鎖および柔軟鎖の末端架橋ネットワーク構造の研究2007

    • 著者名/発表者名
      細野暢彦, 増渕雄一, 古川英光, 渡辺敏行
    • 学会等名
      第55回レオロジー討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2007-11-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Photoresponsive properties of polymer gel in ionic liquid2007

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, H. Hosono, M. Tamada, Y. Masubuchi, H. Furukawa, H. Ohno
    • 学会等名
      2nd International Congress on Ionic Liquid Coil2
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Japan
    • 年月日
      2007-08-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる光応答性ジャングルジム型ゲルのネットワーク構造の研究2007

    • 著者名/発表者名
      細野暢彦, 増渕雄一, 古川英光, 渡辺敏行, 堀江一之
    • 学会等名
      第21回オプティクスとエレクトロニクス有機材料に関するシンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2007-06-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 走査型顕微光散乱でみた光応答性ジャングルジム型ゲルの網目構造変化2007

    • 著者名/発表者名
      細野暢彦, 川岸健, 古川英光, 増渕雄一, 渡辺敏行, 堀江一之
    • 学会等名
      第56回高分子年次大会
    • 発表場所
      国立京都国際会議場
    • 年月日
      2007-05-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Photochemical control of rigid polymer network in gels and photo-induced changes in their viscoelastic properties2007

    • 著者名/発表者名
      N, Hosono, H. Furukawa, Y. Masubuchi, T. Watanabe, and K. Horie
    • 学会等名
      The 10th Pacific Polymer Conference
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] ナノオプティクス・ナノフォトニクスのすべて-ナノ光技術の基礎から実用まで(マルチフォトン吸収)(監修 河田聡)2006

    • 著者名/発表者名
      渡辺 敏行
    • 出版者
      フロンティア出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] "ファイバー"スーパーバイオミメティクス(分担執筆)(第4編第3章第2 フォトニック結晶ファイバー)(本宮達也編)2006

    • 著者名/発表者名
      渡辺 敏行
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] "ファイバー"スーパーバイオミメティクス(分担執筆)(第5編第2章第2節5 ナノ構造制御ファイバーを利用した偏光素子および微小光学素子)(本宮達也編)2006

    • 著者名/発表者名
      渡辺 敏行
    • 出版者
      エヌ・テイー・エス
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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