高分子電解質ブラシ上束縛水の挙動解明とイオン伝導性材料の開発

• 研究課題/領域番号: 23246126
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 齋藤 永宏 名古屋大学, グリーンモビリティ連携研究センター, 教授 (00329096)
• 研究分担者: 上野 智永 名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教 (20611156) ; 是津 信行 名古屋大学, グリーンモビリティ連携研究センター, 准教授 (10432519) ; 寺島 千晶 名古屋大学, 工学研究科, 特任准教授 (00596942)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 50,180千円 (直接経費: 38,600千円、間接経費: 11,580千円); 2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2011年度: 29,510千円 (直接経費: 22,700千円、間接経費: 6,810千円)
• キーワード: 高分子電解質ブラシ / 親水性表面 / 細孔空間 / 水 / 固体高分子形燃料電池 / 高分子電解質 / メソポーラスシリカ / イオン伝導体 / 表面修飾 / クラスター / ポリマーブラシ / 束縛水 / 超親水性

研究成果の概要

本研究では、高分子電解質および高分子電解質ブラシの周囲の水に関する知見を得ることを目的とした。また、細孔空間における水の状態を解析し、高分子電解質周囲の水の状態との比較を行い、水に関する基礎的な知見を得た。また、細孔空間内に高分子電解質ブラシを修飾するための方法について検討を行い、ソリューションプラズマによる分子量の制御技術および表面修飾技術を開発し、イオン伝導性に関する評価を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] ソリューションプラズマを用いたメソポーラスシリカ担持白金触媒の合成と選択酸化触媒特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 青木 淑恵，是津 信行，山本 剛久，南部 宏暢，齋藤 永宏
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 66 ページ: 70-72
  • NAID: 130005121711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depolymerization of chitosan;metal complexes via a solution plasma technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Orathai Pornsunthorntawee, Chaiyapruk Katepetch, Chutima Vanichvattanadecha, Nagahiro Saito, Ratana Rujiravanit
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 102 ページ: 504-512
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2013.11.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crosslinking of a Gelatin Solutions Induced by Pulsed Electrical Discharges in Solutions (2013)
  • 著者名/発表者名: Isarawut Prasertsung, Siriporn Damrongsakkul, Nagahiro Saito
  • 雑誌名: Plasma Processes and Polymers 巻: 10 号: 9 ページ: 792-797
  • DOI: 10.1002/ppap.201200148
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-step synthesis of gold bimetallic nanoparticles with various metal-compositions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Bratescu
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 562 ページ: 74-83
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.02.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discharge time dependence of a solution plasma process for colloidal copper nanoparticle synthesis and particle characteristics (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Pootawang
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 24 号: 5 ページ: 55604-55604
  • DOI: 10.1088/0957-4484/24/5/055604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid synthesis of ordered hexagonal mesoporous silica and their incorporation with Ag nanoparticles by solution plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Pootawang
  • 雑誌名: MATERIALS RESEARCH BULLETIN 巻: 47 号: 10 ページ: 2726-2729
  • DOI: 10.1016/j.materresbull.2012.04.040
  • 査読あり
• [学会発表] In-situ FT-IR Study on Water Adsorption Behavior Confined In Mesoporous Silica, FSM-16, having ＜ 2 nm Pore Diameter (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Aoki, N. Zettsu, N. Saito
  • 学会等名: 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] メソポーラスシリカ担持Pt 触媒の合成とPROX 反応触媒特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 青木淑恵、是津信行、山本剛久、南部宏暢、齋藤永宏
  • 学会等名: 表面技術協会第131 回講演大会
  • 発表場所: 関東学院大学
  • 年月日: 2015-03-04 – 2015-03-06
• [学会発表] プラズマを用いた超撥水･超親水表面の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤永宏
  • 学会等名: 第84回表面科学研究会 日本真空学会2015年1月研究例会
  • 発表場所: 機械振興会館
  • 年月日: 2015-01-23
• [学会発表] Solution Plasma Sputtering Process for the Production of Colloidal Gold Nanoparticles in Alginate Aqueous Solution (2014)
  • 著者名/発表者名: Anyarat Watthanaphanit, Gasidit Panomsuwan, Nagahiro Saito
  • 学会等名: The 14th International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-14)
  • 発表場所: Takayama, Japan
• [学会発表] Solution Plasma for Molecular Technology -Plasma for Chemist- (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagahiro Saito
  • 学会等名: The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering, Ramada Plaza Jeju Hotel
  • 発表場所: Ramada Plaza Jeju Hotel
  • 招待講演
• [学会発表] Solution Plasma Surface Modification of Nanocarbons for Nanocomposites (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga Ueno, Hiroshi Harada, Nagahiro Saito
  • 学会等名: 1st International Conference on Surface Engineering (ICSE2013)
  • 発表場所: Haeundae Grand Hotel, Busan, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Depolymerization of Sodium Alginate by Solution Plasma Process (2013)
  • 著者名/発表者名: Anyarat Watthanaphanit
  • 学会等名: International Symposium on Materials Science and Surface Technology 2013 (MSST 2013)
  • 発表場所: Kanto Gakuin University
  • 招待講演
• [学会発表] The Surface Modification of CNT for High Dispersion in Water (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga Ueno, Hiroshi Harada, Nagahiro Saito
  • 学会等名: International Union of Materials Research Society (IUMRS-ICA 2013)
  • 発表場所: Bangalore, India
• [学会発表] Introduction of Sulfated Groups to Calcium Alginate Beads Surface by Solution Plasma Process (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshie Aoki, Anyarat Watthanaphanit, Nagahiro Saito
  • 学会等名: The 4th Asian Symposium on Advanced Materials – Chemistry, Physics & Biomedicine of Functional and Novel Materials
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] 水がコロコロころがる表面－超はっ水－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤永宏
  • 学会等名: 日本表面学会中部支部 市民講座 やさしい表面科学 「水」の科学
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] ソリューションプラズマプロセッシングによるアルギン酸塩のスルホ化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青木淑恵、Anyarat Watthanaphanit、齋藤永宏
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] Solution Plasma Processing and its Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Saito
  • 学会等名: 1st International Workshop on Solution Plasma and Moleculer Technologies (SPM-1)
  • 発表場所: Shibaura Institute of Technology
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of Silver Nanoparticle within Mesoporous Silica by Using Solution Plasma Processing (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Yaowarat
  • 学会等名: The 13th International Symposium on Biomimetic Materials Processing(BMMP-13)
  • 発表場所: ホテルアソシア高山リゾート
• [学会発表] Enhancement of sol-gel reaction in catalyst-free mesoporous silica synthesis by solution plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Pootawang
  • 学会等名: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials(ISPlasma2013)
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Synthesis of Silver Nanoparticle within Mesoporous Silica by Using Solution Plasma Processing (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Yaowarat
  • 学会等名: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials(ISPlasma2013)
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] シリカナノ細孔内における水のクラスター構造の調査 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木淑恵, 上野智永, 是津信行, 齋藤永宏
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Characteristics and Potential Applications of Carbon Nanocomposites Fabricated by Solution Plasma Process in Organic Solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Saito
  • 学会等名: International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN-2012)
  • 発表場所: The University of Queensland, Austraria
  • 招待講演
• [学会発表] Behaviors of Cells and Bacteria on Superhydrophobic and Superhydrophilic Surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Saito
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Moscone West Convention Center, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Rapid Synthesis of Highly Ordered Mesoporous Silica with Dense Hydroxyl Group Using Solution Plasma Processing for Thin Layer Carbon Coating (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Pootawang
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 薄層カーボンコーティングしたメソポーラスシリカの酸素還元電極触媒活性の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Pootawang
  • 学会等名: 第22回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Behavior of specific Water on Polyelectrolyte Brush (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Aoki, T.Ueno, N.Zettsu, T.Fujima, N.Saito
  • 学会等名: International Symposium on EcoTopia Science'11
  • 発表場所: Nagoya (Japan)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Spectroscopic Characterization of Specific Water in Silica Nano Pores (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Aoki, T.Ueno, M.A.Bratescu, N.Zettsu, N.Saito
  • 学会等名: 15th International Conference on Thin Films
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] シリカナノ細孔内水の分光学的調査 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木淑恵、ブラテスク マリア アントアネッタ、上野智永、是津信行、齋藤永宏
  • 学会等名: 平成23年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] 分光法を用いたメソポーラスシリカ細孔内水の振動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木淑恵、上野智永、M.A.Bratescu、是津信行、齋藤永宏
  • 学会等名: 表面技術協会第124回講演大会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Solution Plasma Processing (2011)
  • 著者名/発表者名: M.A.Bratescu, N.Saito, O.Takai
  • 学会等名: The 8th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Dalian (China)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Nanostructured Materials and Surfaces by Plasma Processing (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Saito
  • 学会等名: ICAMN2011
  • 発表場所: Kathmandu (Nepal)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Biomimetic Materials Processing～a cold plasma in cold solution～ (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Saito
  • 学会等名: 12th International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2011)
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Nanoparticles Synthesis and Surface Modification by Solution Plasma Processing
  • 著者名/発表者名: N. Saito
  • 学会等名: The 3rd Research Symposium on Petrochemical and Materials Technology and The 18th PPC Symposium on Petroleum, Petrochemicals, and Polymer
  • 発表場所: Chulalongkorn University, Thailand
  • 招待講演
• [学会発表] Hydroxyl-Rich Mesoporous Silica Synthesized Using Solution Plasma for Thin-Layer Carbon Coating
  • 著者名/発表者名: P. Pootawang
  • 学会等名: AMDI-3
  • 発表場所: Toyohashi University of Technology
• [図書] エコトピア科学概論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤永宏
  • 総ページ数: 196
  • 出版者: コロナ社
• [産業財産権] 金属粒子担持メソポーラスシリカの製造方法 (2012)
  • 発明者名: 齋藤永宏、是津信行、上野智永、高井治
  • 権利者名: 齋藤永宏、是津信行、上野智永、高井治
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-08-27