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2009 年度 実績報告書

常温イオン液体のガラス転移と低振動数ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 17073004
研究機関東京大学

研究代表者

山室 修  東京大学, 物性研究所, 准教授 (20200777)

キーワードイオン液体 / イオンゲル / 中性子散乱 / ガラス転移 / 緩和時間 / 活性化エネルギー
研究概要

ナノ秒オーダーの遅い緩和、特にそのQ依存性を調べるため、典型的なイオン液体であるC2mimTFSIの中性子準弾性散乱測定を米国標準技術研究所(NIST)の高強度後方散乱装置(HFBS)を用いて行った。このデータを伸張指数関数(KWW関数)でフィットした(非指数関数パラメータβは0.5で固定)。高分子融体などで見られるように、高Q側では単純拡散に相当する-2の傾き、低Q側では-2/βの傾きで、0.6Å^<-1>付近でクロスオーバーが見られることが分かった。高分子融体ではこのクロスオーバーを空間的不均一のスケールと関係付けて議論することが多いが、イオン液体でも、この変化を前述のドメイン構造と関係付けて議論すべく、現在、微視的なモデルを構築している。
イオン液体C2mimTFSIを溶媒、PMMAを架橋高分子としたイオンゲルについても、遅い時間スケールの実験をHFBSを用いて行った。測定した試料のイオン液体モル分率x(IL)は0.1と0.27である。イオン液体または高分子網目の運動を独立にみるため、それぞれを重水素置換した試料(合計4種類)を用いた。x(IL)=0.1ではイオン液体は高分子に束縛されているため、イオン液体と高分子はほぼ同様の緩和時間、活性化エネルギーで運動していることが分かった。また、同様の解析の結果、x(IL)=0.27では高分子に束縛されたイオン液体とほぼ自由なイオン液体の2種類が存在することが明らかになった。以上の結果は、これまでの熱容量測定の結果(x(IL)=0.1では1ガラス転移、x(IL)=0.27では2ガラス転移)とよく対応しており、今後イオンゲルのイオン伝導機構を解明する上で、非常に重要な情報である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2009 その他

すべて 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Glass Transitions and Hierarchical Dynamics of Ionic Liquids2009

    • 著者名/発表者名
      山室修
    • 学会等名
      6th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems(IDMRCS2009)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      20090830-20090905
  • [学会発表] Quasielastic Neutron Scattering Study of Ion Gels PMMA/EMITFSI2009

    • 著者名/発表者名
      山室修
    • 学会等名
      6th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems(IDMRCS2009)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      20090830-20090905
  • [学会発表] Quasielastic Neutron Scattering Study of Ion Gels PM MA/EMITFSI2009

    • 著者名/発表者名
      山室修
    • 学会等名
      3rd Congress on Ionic Liquids(COIL-3)
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090531-20090604
  • [学会発表] Neutron Scattering Study on Hierarchical Dynamics of Imidazolium Ionic Liquids2009

    • 著者名/発表者名
      O. Yamamuro
    • 学会等名
      Pre-symposium of COIL-3 "Science of Ionic Liquids"
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20090529-20090530
  • [学会発表] 中性子散乱で見たイオン液体の階層的構造とダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      山室修
    • 学会等名
      日本中性子科学会第9回年会
    • 発表場所
      茨城県東海村
    • 年月日
      2009-12-10
  • [学会発表] Neutron Scattering Study on Hierarchical Structure and Dynamics of Ionic Liquids2009

    • 著者名/発表者名
      山室修
    • 学会等名
      Mejiro One-day Symposium on Ionic Liquids-Structure and Dynamics
    • 発表場所
      学習院大, 東京
    • 年月日
      2009-06-30
  • [学会発表] 中性子散乱で見るイオン液体の階層的ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      山室修
    • 学会等名
      分子科学シンポジウム「イオン液体の分光とダイナミクス」
    • 発表場所
      東工大, 東京
    • 年月日
      2009-06-12
  • [備考]

    • URL

      http://yamamuro.issp.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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