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本研究では、立体的な核に複数のイオン対が結合した骨格を有するイオン液体の合成と、それらのナノ構造由来の機能発現を目的とする。イオン対の熱物性（融点、熱分解温度）を調べることで、立体核に結合させる効果やナノ構造の物性に対する寄与を明らかにした。応用として、既存のイオン液体の熱物性のみを向上させる添加剤（フィラー）開発を行った。また、イオン性液晶を形成させ液晶として振る舞う温度領域の拡張について検討した。さらに、イオン液体中に色素を添加し、ナノ構造を利用した配列制御を行った。この効果により特異な光学物性の発現を狙った。
POSS元素ブロックのハイブリッド化によって高次構造体に熱安定性を付与することと、これらの構造に由来する新機能を得ることで「デザイナブルハイブリッド」となる材料を作製した。具体的には、広い温度領域で使用可能なイオン性液晶の開発を行った。これまでに我々はPOSS核を有するイオン液体が液晶状態を形成し、特にPOSS核によるイオン対を引きはがすことによる低融点化と、一方で高温領域ではイオン対を剛直な核につなぐことと、分子全体が規則構造を形成することによる相転移に伴うエントロピー低下から、等方相への相転移点の上昇を観測した。一般的なイオン液体ではPOSS程度のナノ構造体を用いると融点が上昇して液体化しないことから、POSSイオン液晶の熱物性はPOSS特有のものだと考えられる。一方、等方相への相転移前に熱分解が起こり、熱力学的パラメータ算出など、基礎物性評価は行えていない。そこで、POSSイオン性液晶の熱分解を抑制し、さらに低融点・高相転移点を有するイオン性液晶の創出に取り組んだ。熱分解の最初の段階であるイオン対部分の分解を防ぐため、より熱的に安定な強酸性基をアニオンとしたPOSSの合成を行い、目的の物性を得ることができた。
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