• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

自己組織化元素ブロック高分子の構築と無加湿プロトン伝導膜への展開

公募研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 25102505
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関山形大学

研究代表者

松井 淳  山形大学, 理学部, 准教授 (50361184)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードハイブリッド / 自己組織化 / プロトン伝導 / ハイブリッド材料
研究実績の概要

シルセスキオキサンを無機部位とした両親媒性ハイブリッド材料を作製するために、疎水性のかご形シルセスキオキサン(POSS)の一片に親水性かつフレキシブルなジエチレングリコール鎖を導入した材料を設計し合成した。さらにジエチレングリコール鎖の末端の水酸基とエチルイミダゾールとを縮合することで水素結合部位となるカルバメート基を導入し、自己組織化が開始する駆動力となることを期待した。具体的には不完全縮合型のイソブチルトリシラノールPOSSを出発物質とし、トリクロロシランとの反応によりかご形構造を形成した後に、ジエチレングリコールを導入し末端にイミダゾールを導入したものである(POSS-IM)。POSSはその直径が1nm程度と非常に大きいため、これまでは高分子鎖を親水部位として導入した例がほとんどであったが、我々はジエチレングリコールのような短い親水鎖を用いても両親媒性POSSを合成できることを見いだした。POSS-IMをメタノールに分散させTEMグリッド状で乾燥させるとシート状に、一方ジクロロエタンに分散させた場合はリボン状に自己組織化することが分かった。またTHF/エタノール/水の混合液においてはベシクルを形成することがわかった。このように、溶媒を選択することでPOSS-IMが自己組織化による多様な形態に構造化することがわかった。続いてイミダゾール基の特徴を応用する目的として、薄膜のプロトン伝導度測定を行ったところ、加湿下において10-4 S/cmの伝導度を示し、イミダゾール部位がプロトン伝導部位として働くことが示された。この両親媒性ハイブリッド材料は分解温度が200度以上の耐熱性を示すため、耐熱性プロトン伝導膜として利用することが可能である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A Trilayer Film Approach to Multicolor Electrochromism2014

    • 著者名/発表者名
      J. Matsui, R. Kikuchi, T. Miyashita,
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 3 ページ: 842-845

    • DOI

      10.1021/ja4107786

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ferroelectricity of poly(vinylidene fluoride) homopolymer Langmuir-Blodgett nanofilms2014

    • 著者名/発表者名
      Huie Zhu, Shunsuke Yamamoto, Jun Matsui, Tokuji Miyashita and Masaya Mitsuishi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 2 号: 33 ページ: 6727-6731

    • DOI

      10.1039/c4tc00600c

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 階層化高分子組織体を用いた電子機能材料2014

    • 著者名/発表者名
      松井淳
    • 雑誌名

      日本ゴム協会誌

      巻: 87 ページ: 219-225

    • NAID

      130004796096

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Charge Traping in the Hybrid Polymer Bilayer Film Prepared by Layer-by-Layer Technique2015

    • 著者名/発表者名
      北條健太,小野健太, 石崎学, 金井塚勝彦, 栗原正人, 松井淳
    • 学会等名
      Advanced Next Generation Energy Leadership (ANGEL Project, R2601) 2014 Kick-Off Symposium
    • 発表場所
      Faculty of Engineering, Yamagata University, Japan
    • 年月日
      2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 交互積層法を用いたハイブリッド薄膜による電子移動制御2014

    • 著者名/発表者名
      北條健太, 松井淳, 三ツ石方也
    • 学会等名
      第14回多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      東北大学桜ホール
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ナノ組織体によるイオニクス材料の創製2014

    • 著者名/発表者名
      松井淳
    • 学会等名
      超分子創製化学セミナー(第52回)
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 交互積層法を用いたハイブリッドナノ薄膜の作製とその電気化学挙動2014

    • 著者名/発表者名
      北條健太, 松井淳
    • 学会等名
      錯体化学若手の会 北海道・東北支部 第6回勉強会
    • 発表場所
      東北大学桜ホール
    • 年月日
      2014-11-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ダブルデッカー型シルセスキオキサンを用いたハイブリッドイオン伝導材料2014

    • 著者名/発表者名
      武田美沙希, 松井淳, 三ツ石方也, 宮下徳治
    • 学会等名
      2014 高分子学会東北支部研究発表会
    • 発表場所
      日本大学工学部
    • 年月日
      2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [学会発表] ダブルデッカー型シルセスキオキサンからなるハイブリッドイオニクス材料2014

    • 著者名/発表者名
      武田美沙希, 松井淳, 三ツ石方也
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014-日本化学会秋季事業-
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [学会発表] 元素ブロックポリマーの階層化によるイオニック材料の創製2014

    • 著者名/発表者名
      松井淳
    • 学会等名
      無機高分子研究会
    • 発表場所
      日本ゼオン一碧壮
    • 年月日
      2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ダブルデッカー型シルセスキオキサンを用いたハイブリッドイオニクス材料2014

    • 著者名/発表者名
      武田美沙希, 松井淳, 三ツ石方也
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] かご形シルセスキオキサンを基盤とした元素ブロックイオニックポリマー2014

    • 著者名/発表者名
      松井 淳、武田美沙希、小川貴裕、三ツ石方也、宮下徳治
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] かご形シルセスキオキサンを用いたハイブリッドイオン伝導材料2014

    • 著者名/発表者名
      武田美沙希, 松井淳, 三ツ石方也
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi