| 研究課題/領域番号 |
20K05655
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
花崎 知則 立命館大学, 生命科学部, 教授 (80278217)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | イオン液体 / 第4級アンモニウム塩型 / ダイマー型 / 溶媒添加効果 / 液晶性 / 水素結合 / 第四級アンモニウム塩型 / 液晶 / イオン伝導度 / 多価アルコール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ダイマー型イオン液体への多価アルコール添加による水素結合型イオン液晶複合体の構築を目指す．さらに配向制御による低次元伝導性の発現，配向構造の固定化，キラル部位導入によりらせん構造を持つ液晶相の発現，加えて新規機能性材料としての応用分野の開拓を目的としている．目的化合物は，一般の液晶分子に求められる，芳香環などからなるメソゲン基を持たないイオン液体であり，多価アルコールとの水素結合によりイオン間相互作用を低下させることで液晶相を発現させようとするものである．これにより低次元イオン伝導性の発現，およびキラル部位を導入したものについてはらせん構造をもつイオン性液晶反応場としての応用を目指す．
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| 研究成果の概要 |
独自に設計したダイマー型イオン液体に多価アルコールを添加することで，水素結合型のイオン液晶複合体を構築することをおもな目的として，分子構造の一部を変更した7種類の化合物を合成し，これらとエチレングリコール等の多価アルコールとを混合した系について，様々な検討を行った．その結果，イオン液体分子のみでは液晶性を示さないにもかかわらず，またイオン液体分子に液晶相の発現に必要な剛直な部分がないにもかかわらず，多価アルコールと混合することにより液晶相が発現することを見出した．さらに，本研究ではこの液晶相の構造をX線回折実験等の結果から決定し，その中で溶媒分子の位置を特定することにも成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた水素結合型イオン液晶複合体は，液晶相発現に必要な剛直部位を持たずに液晶相を発現し，イオン伝導性も示した．これは芳香環を含まないため，電極近傍での分解が起きにくく，液晶性を持つゆえに，イオン伝導性に方向性を持つ新たな電解質材料と成り得る．さらに同様の分子設計でキラリティーの導入ができれば，キラル反応場としてキラル化合物の合成等への応用も可能である．また，研究過程で得られたダイマー型イオン液体と多価アルコールとの混合系における液晶構造，さらに多価アルコールの種類やカウンターアニオンの種類と，液晶性やイオン伝導性等との相関に関する知見は今後の同分野における分子設計の指針と成り得る．
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