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高分子のゲル化挙動を利用したイオンゲルアクチュエータ材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19016014
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関横浜国立大学

研究代表者

小久保 尚  横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 特別研究教員 (80397091)

研究分担者 渡邉 正義  国立大学法人横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60158657)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
2008年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2007年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワードイオン液体 / イオンゲル / イオン伝導体 / 相分離構造 / 炭素電極
研究概要

イオン液体である1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビストリフルオロメタンスルフォニウムアミド([C_2mim][NTf_2)に対して、ポリスチレン(PSt)は不溶、ポリメチルメタクリレート(PMMA)は可溶である。ABA型ブロック共重合体(PSt-PMMA-PSt)を合成し、[C_2mim][NTf_2]と混合することで「イオンゲル」を作製した。これはPSt部位が物理架橋点となり、PMMAがイオン液体と相溶するためゲルになる現象である。PStた位やPMMA部位の分子量を制御することで、イオンゲルの粘弾性やイオン伝導性を変化させることができ、イオンゲルアクチュエータの電解質膜として用いることが出来る。平成19年度は得られたゲルの基礎的性質の検討を行ったが、20年度はアクチュエータ材料への適用を中心に行った。
従来のアクチュエータは活性炭などの炭素材料とイオン液体、そしてバインダー高分子を混合して電極を作製していたが、ABA型ブロック共重合体はバインダー高分子となり得なかった。そのため、電解質部分はABA型共重合体、電極部分はPVDFを用いてアクチュエータを作製した。本研究で作製したゲルは、従来のゲルと同等のイオン伝導度を示したが、アクチュエータの変位量は大幅に向上した。2種類の異なる高分子を融着性が悪いのにも関わらず、このような大きな変化を達成できたことは特筆すべき成果であると考えられる。またABA共重合体の分子量や組成を変化させることで、ゲルの性質を制御できることが明らかとなった。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Development of the polymer actuator based on the polymer electrolyte composed of ionic liauids and ABA-type triblock copolymers2008

    • 著者名/発表者名
      S. Imaizumi, Y. Kato, H. Kokubo, M. Watanabe
    • 雑誌名

      Abstracts of Papers, 236th ACS National Meeting

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] New electrochemical actuators based on polymer gels containing ionic liquids2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe, Y. Kato, S. Imaizumi, H. Kokubo
    • 雑誌名

      Abstracts of Papers, 236th ACS National Meeting

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance of Ion-Gel Actuator Containing Ionic Liquids2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kokubo
    • 雑誌名

      Proceedings of NMS-III & FCFP・XVII

      ページ: 595-595

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Response and Driving Mechanism of an EAP Actuator based on an Ion -Gel Electrolyte2008

    • 著者名/発表者名
      S. Imaizumi
    • 学会等名
      2008年電気化学日米合同大会(PriME2008)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2008-10-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of the Polymer Actuator Based on the Polymer Electrolyte Composed of Ionic liquids and ABA-type Triblock Copolymers2008

    • 著者名/発表者名
      S. Imaizumi
    • 学会等名
      236^<th> American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      Philadelphia, USA
    • 年月日
      2008-08-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] New Electrochemical Actuators Based on Polymer Gels Containing Ionic Liauids2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe
    • 学会等名
      236^<th> American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      Philadelphia, USA
    • 年月日
      2008-08-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electroactive Polymer Actuators Based on Ion-Gel Electrolyte2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato
    • 学会等名
      The 10th Pacific Polymer Conference
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2007-12-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Performance of Ion-Gel Actuator Containing Ionic Liquids2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kokubo
    • 学会等名
      NMS-III & FCFP-XVII
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2007-10-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体とABA型ブロック共重合体からなる熱可塑性イオンゲルの創製と特性2007

    • 著者名/発表者名
      今泉 暁
    • 学会等名
      第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Response of EAP Actuators Using Ion-Gel Electrolyte2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato
    • 学会等名
      2nd International Congress on Ionic Liquids (COIL-2)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2007-08-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体とABA型ブロック共重合体からなる熱可塑性弾性体の特性2007

    • 著者名/発表者名
      今泉 暁
    • 学会等名
      第56回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2007-05-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] イオンゲルを用いた大気下駆動アクチュエータの高性能化2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 優一
    • 学会等名
      第56回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2007-05-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 「実用精密位置決め技術辞典」第4章アクチュエータ第5節高分子アクチュエータ2008

    • 著者名/発表者名
      小久保尚(分担)
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      産業技術サービスセンター
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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