| 研究課題/領域番号 |
20KK0325
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
渡邉 貴一 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 研究准教授 (60743979)
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| 研究期間 (年度) |
2021 – 2023
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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 |
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
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| キーワード | イオンゲル / 小角散乱 / イオン液体 / コンポジット / イオン伝導 / 機械的強度 / 高分子イオン液体 / ナノコンポジット / アニオン交換 / Poly(ionic liquid) / Ion gel / SANS / Rheology / Polyelectrolyte / Iongel / Poly(ionic liquid)s / Neutron scattering / Toughening |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノ粒子と高分子イオン液体をネットワークとする高強度イオンゲルは、高性能な二酸化炭素分離膜や過酷条件で作動するアクチュエーターなどへの応用が期待される。本研究では、海外共同研究者の開発した流動場における中性子線散乱手法やレオロジー測定技術を駆使してイオンゲル内のミクロなネットワーク構造を明らかにし、高強度化に寄与する因子を解明する。さらに、マイクロ流路内において生成された液滴内において短時間でモノマーから高分子ネットワークが形成していく重合過程を解析することによって、高分子ネットワーク・相分離の成長挙動を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
イオンゲルは，高性能な二酸化炭素分離膜や過酷条件で作動するアクチュエータなどへの応用が期待される。本研究では，イオンゲルのレオロジー測定，高分子イオン液体溶液の静的・動的光散乱，小角X線・中性子線散乱実験により，イオンゲルの架橋ネットワーク構造を評価した。また，アニオン種の設計による簡便なイオンゲルの物性（機械的強度やイオン伝導性）制御方法を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオンゲルは，不揮発性やイオン伝導性，二酸化炭素吸収性などの特長を有する機能性材料の一つである。しかし，イオンゲルの機械的強度は低いため，実用化には課題が残る。イオンゲルの架橋構造を制御して高強度化を図る研究は数多く行われている。しかし，イオン液体の種類を変えるたびに適切なネットワークの再検討が必要である。本研究では，イオンゲルに含まれるアニオン種のモル比を変えることで最終的なゲル物性（機械的強度やイオン伝導性）を簡便に調整できることを見出した。この要素技術を使うことで，高強度なイオンゲルの開発を推進することが可能となる。
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