| 研究課題/領域番号 |
21K05192
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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35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
浪越 毅 北見工業大学, 工学部, 准教授 (30452072)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 超分子 / 光環化反応 / ポリフェニルアセチレン / ビニルエーテル / 超分子自立膜 / 気体透過膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
低分子の集合体である超分子は新たな機能性膜材料として期待されている。超分子は規則的な分子配列から、高分子とは異なる機能が得られるが、実用サイズと強度を合わせ持つ超分子膜は得られておらず、工業化は今までに例がない。
申請者はらせんポリフェニルアセチレン膜のSCAT反応とSCAT反応時にビニルエーテル(VE)基が重合するSCAT重合を見出した。これにより超分子自立膜の高強度化と超分子自立膜のガス分離膜としての応用の可能性を見出した。
本研究では、SCAT反応によるVEの重合機構の解明とSCAT重合を利用した超分子自立膜の高強度化、それにともなうガス選択分離膜としての利用について検討する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は実用的なスケールで超分子膜を合成できるポリフェニルアセチレン膜の光環化反応(SCAT)による超分子自立膜の調製法の発展である。本研究で新たに見つけたSCAT反応とともに起こるポリフェニルアセチレン骨格に有するビニルエーテル(VE)の重合反応を利用し超分子自立膜の高強度化を目的とする。
SCAT反応が起こるDHPA型モノマーにVE数、位置を変えて合成し前駆体ポリマーの合成を行った。VE数1、2でも位置も影響なく合成でき、これらの前駆体ポリマーのSCAT反応により超分子自立膜のVE基は消費され、有機溶媒に不溶な超分子膜が調整され、従来の超分子よりも高強度の超分子膜の調整に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ポリマーは分解性が乏しく環境汚染の原因となる。一方、超分子は低分子の自己組織化（ボトムアップ）で調製され容易に分解可能、分子デザインにより機能化でき、新たな機能性膜材料として期待される。しかし、超分子膜の強度は低く、低分子のボトムアップでは巨大な膜の調製は難しく実用化の例はない。
申請者は高分子膜のSCAT反応を用い、高分子の環化分解による低分子化(トップダウン)で超分子膜を調製する方法を見出し、高分子膜サイズのまま超分子膜化でき巨大な膜が容易に調製できる。また、SCAT反応と同時に起こるVE基の重合反応を見出し、学術的意義は非常に高く、工業的な利用に向け膜の巨大化ができ社会的意義も非常に高い。
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