| 研究課題/領域番号 |
19J14764
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
木田 淳平 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | メカノケミストリー / 高分子の力学物性 / 高分子メカノケミストリー / メカノフォア / 高分子力学物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
力学的な刺激による高分子反応を扱う「高分子メカノケミストリー」の分野における、単分子系とバルク系の間に存在する障壁を取り除く新たな分子設計指針を確立する。具体的には、理論計算などによる力学応答分子の物性予測と、材料中での挙動の相関を調査し、力学応答分子の導入が材料の力学物性に与える影響を明らかにする。分子設計指針の確立は、力学的刺激による化学反応を用いた次世代機能性材料開発の研究を加速させうると期待している。
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| 研究実績の概要 |
隠れ鎖を有する単結合均一開裂型のメカノフォアを用いることで、従来の方法では困難であったメカノフォア単独でのエラストマーの力学的刺激による自己高強度化を達成した。ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-イル)ジスルフィド（BiTEMPS）骨格においてジスルフィド結合が力学的刺激により切断されることを明らかにした後、BiTEMPS骨格をメカノフォアとした隠れ鎖を有する環状メカノフォア (BCM) を新たに設計し、合成した 。BCMは結合解離エネルギーの小さいジスルフィド結合が力学的刺激により結合開裂する一方で、隠れ鎖により開裂後の運動性が制限されている。この特殊な結合開裂挙動から、架橋点にBCMを有する架橋高分子の力学物性や、開裂後の再結合挙動に特異な影響を与えることを予想した。得られたBCMを分子鎖中央に有する直鎖状高分子のすりつぶしにより、硫黄由来と考えられるESRスペクトルが得られたことから、BCMが力学的な化学結合切断反応性を有することを確かめた。BCMを架橋点に有する架橋高分子を加熱すると硫黄ラジカル由来のシグナルがESR測定にて観測された。さらに100 度における応力緩和試験を行うと、非環状のBiTEMPS架橋剤では大幅な応力緩和が見られた一方で、環状のBCM架橋では僅かな緩和が見られた。この結果から、BCMの隠れ鎖がBiTEMPS開裂後の大規模な緩和を抑制していることがわかった。最後に力学的刺激によるBCMの開環反応に基づく高強度化が可能であることをESR測定、膨潤試験、および引張試験から明らかにした
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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