| 研究課題/領域番号 |
23K23410
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02142 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 香川大学 (2024)
名古屋大学 (2022-2023) |
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研究代表者 |
原 光生 香川大学, 創造工学部, 准教授 (10631971)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
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| キーワード | イオン性高分子 / ポリシロキサン / 力学物性 / 湿度応答 / 自己集合 / シリコーン / リオトロピック液晶 / 水和 / アイオノマー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来、ポリシロキサンは柔軟な素材としての利用が多かったが、申請者は、石油由来ポリマーに匹敵する堅硬なポリシロキサンを見いだした。しかし、堅硬性の発現機構は分かっていなかった。本研究では、ポリシロキサンのイオン種を様々に検討することで、ポリシロキサンの堅硬性発現メカニズムを解明する。過去2年間の当研究課題の実施期間において、ハロゲンで中和することで自己集合構造が形成され、堅硬性が増すことが分かった。令和6年度は、新たな測定法を用いて多角的に分析することで、イオン性ポリシロキサンの堅硬性発現メカニズムをより深く理解していく。
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| 研究実績の概要 |
従来、ポリシロキサンは柔軟な素材として利用される場面が多かったが、申請者はポリシロキサンに1級アンモニウム塩を導入することで石油由来ポリマーに匹敵する堅硬性が発現することを明らかにしてきた。さらに、当ポリシロキサンはラメラ状に自己集合することも見いだした。しかし、堅硬性と自己集合との相関については分かっていなかった。本研究では、ポリシロキサンのイオン種や級数を様々に検討することで、ポリシロキサンの堅硬性発現メカニズムを解明する。
令和5年度はアンモニウム塩の級数が異なる直鎖状ポリシロキサンを合成し、吸湿挙動や自己集合挙動を評価した。その結果、アンモニウム塩の級数が2級、3級と高くなることで自己集合の秩序が向上することを湿度制御X線散乱測定にて明らかとした。さらに、耐湿性も級数の増加にともない向上した。一方で、4級まで級数を上げると、自己集合は形成されなかった。これらの結果から、イオン基の嵩高さや静電相互作用が自己集合に影響を与えていることが分かった。
令和6年度は、イオン基周辺の水分子の状態まで意識してイオン性ポリシロキサンの自己集合および堅硬性の発現メカニズムを調べていく。加えて、主鎖からイオン基までの長さやイオン基密度を変化させた際の自己集合挙動についても調査し、ラメラ以外の自己集合モルフォロジーが得られるような材料設計を模索していく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
イオン基の級数が自己集合に影響を与えることが分かり、直鎖状ポリシロキサンの自己集合形成メカニズムの理解が進んだため。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和6年度は、イオン基周辺の水分子の状態まで意識してイオン性ポリシロキサンの自己集合および堅硬性の発現メカニズムを調べていく。具体的には、テラヘルツ分光や重水素加湿赤外分光法、NMR測定を取り入れていく。加えて、主鎖からイオン基までの長さやイオン基密度を変化させた際の自己集合挙動についても調査し、ラメラ以外の自己集合モルフォロジーが得られるような材料設計を模索していく。
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