計画研究
かご型シルセスキオキサン(POSS)を基本骨格とした元素ブロックの設計合成を行い、これら単独での材料物性・機能評価をA03班との連携で行い、さらにA04班との理論支援を受けて元素ブロック基盤材料としての特徴と課題を明らかにすることで元素ブロックのモデルケースを提示を目的として研究を行った。また、ヒ素元素を組込んだ新たな元素ブロックの創製も押し進めることで、新たな元素ブロック高分子材料のライブラリー拡大化も目的として研究を行い、以下の研究成果を得た。１）アミノプロピルへプタイソブチルPOSSのコーナーオープニング法とコーナキャッピング法を利用することで、分子構造が規定された二官能性POSSの合成に成功するとともに、モノ置換POSSに対するコーナーオープニング法の選択性に関する理論的解析を行った。さらに得られた二官能性POSSを用いた重合による透明性POSS含有ポリイミドフィルムが得られることを示した。２）メチレン鎖がC2、C3およびC8で架橋したスター型ヘプタイソブチル置換POSS化合物を合成し、膜形成能および熱特性を評価したところ、メチレン鎖が長くなるにつれて結晶性と融点が上昇するものの光学的透明性は維持した膜が得られることを見出した。３）T8R7R' 型シルセスキオキサンを出発原料として水酸基またはカルボン酸基を末端に有する第3世代ポリ（アミドアミン）型両親媒性POSS核デンドロンを合成し、それらのキャスト膜表面にデンドロン部の末端基による層が形成されたことを示し、膜表面のぬれ性がpH変化によって制御できる光学的透明膜の作製に成功した。４）環状ヒ素配位子ジヨード白金単核錯体は再結晶条件を変えることで、室温で強く赤色に固体発光する立方状結晶、室温で赤色に固体発光する針状結晶、および室温で無発光の結晶の三種類の異なる構造と発光量子収率を示す結晶が得られることがわかった。
2: おおむね順調に進展している
当初実施計画で予定した１）複数のPOSSを結合したダンベル型やスター型元素ブロック材料および２）両親媒性T8R7R'型POSS核デンドロン材料に関して、これら単独での材料物性・機能評価をA03班との共同研究を進めることで、かご型シルセスキオキサン(POSS)を基本骨格とした元素ブロックの可能性を明らかにすることができ、元素ブロック高分子材料の基盤材料となりうることが示された。さらに、当初計画には示していなかった、二官能性POSSの合成と、その高分子化にも成功した。ここではA04班の理論支援とともにA02班との連携も開始でき、この体制で次年度にPOSSを元素ブロックとする高分子材料へ展開できる体制を確立することができた。当初実施計画で予定したヒ素元素を組込んだ新たな元素ブロック創製に関してもA04班との共同研究によって、予想もしていなかった発見があり、ヒ素元素を有する元素ブロックの本質が明らかになってきた。以上のことから本研究課題の当初研究目的と照らし合わせて、おおむね順調に進展していると判断できる。
かご型シルセスキオキサン(POSS)を基本骨格とした元素ブロック単独の材料物性・機能評価をA03班およびA04班との共同研究により明らかにし、そのフィードバックにより新たな元素ブロックの設計合成を行うことを繰り返すことで、優れた材料物性や機能が追究できる元素ブロック高分子材料の創出を行う。また、二官能性POSSの合成と高分子化をA02班との連携ですすめるとともに、A03班およびA04班との連携や共同研究による材料物性・機能評価によって優れた光学的、熱的および電子機能が追究できる元素ブロック高分子材料創出を目指す。これとは別に、ヒ素元素を組込んだ元素ブロックの機能をA03班およびA04班との連携や共同研究を押し進めることで、有機ヒ素化学を基盤とした元素ブロック高分子材料のライブラリー拡大化をさらに進める。
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