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2023 年度 実績報告書

材料の分野に革新的イノベーションを起こす新規ケイ素化合物の合成

研究課題

研究課題/領域番号 20K05524
研究機関群馬大学

研究代表者

海野 雅史  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20251126)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード機能性材料 / シルセスキオキサン / シランカップリング剤 / 電子材料
研究実績の概要

当該年度は、引き続き材料としての応用を指向し、実用化に向けた取り組みを行った。基本骨格として、 環状ヤヌスシロキサン、ラダーシロキサン、 ダブルデッカーシロキサン(DDSQ)に、反応性置換基として、ビニル基やアリル基などを導入し、さらに官能基変換で、チオール(SH)、アジド基(N3)、シリ ル基(SiR3)を導入した化合物を合成した。本年度は特に、アルコキシ基を末端に有する次世代シランカップリング剤の合成に注力し、多くの新規化合物を合成した。
得られた化合物は、共同研究を行っている企業(本年度は4社)を通じ、様々な材料 への展開を検討し、実用化に結びつける試みが進行している。いずれの化合物も、シロキサン骨格のハイブリッド性を反映し、合成後は濃縮、溶媒洗浄のみで純粋な目的物を得ることが可能で、実用化においても大変有望である。
研究機関全体を通じ、以下のような新しい成果を得た。これは申請時に上げた内容と比較しても更に多くの化合物合成、新規応用の可能性を含む結果を含んでおり、当初予定を超えた成果であると自認している。
(1)ヤヌス環状、カゴ型、ラダーシロキサン、ダブルデッカシロキサンの、これまでモノマーとして使用されることがなかった新規シルセスキオキサン骨格を合成し、様々な反応性置換基を有する化合物を合成することができた。その中で、硫黄を含む化合物については、高屈折率材料、エコタイヤのカップリング剤などへの応用を検討している。
(2)新規シランカップリング剤の合成:これまでは無機物質と有機ポリマーを混合する際、直鎖のトリアルコキシシランがシランカップリング剤として用いられてきたが、次世代通信材料(G5、G6)において必要とされる物性を達成することが困難になった。そこで、上記(1)に示した骨格に複数のトリアルコキシシリル部位を導入した新規シランカップリング剤を合成した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] モンペリエ国際高等化学大学院(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      モンペリエ国際高等化学大学院
  • [国際共同研究] 山東大学/杭州師範大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      山東大学/杭州師範大学
  • [国際共同研究] チュラロンコン大学/ナレスアン大学(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      チュラロンコン大学/ナレスアン大学
  • [雑誌論文] Ultrafast and highly selective gold recovery with high capture capacity from electronic waste by upconversion of a silsesquioxane-based hybrid luminescent aerogel2024

    • 著者名/発表者名
      Wang Qingzheng、Unno Masafumi、Liu Hongzhi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 12 ページ: 5679~5691

    • DOI

      10.1039/D3TA07339D

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New Janus Tricyclic Laddersiloxanes: Synthesis, Characterization, and Reactivity2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Yujia、Tokuda Midori、Takeda Nobuhiro、Ouali Armelle、Unno Masafumi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 ページ: 5699~5699

    • DOI

      10.3390/molecules28155699

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and characterization of sulfide/sulfone-containing 18-8-18-membered-ring ladder-type siloxanes2023

    • 著者名/発表者名
      Zheng Zhanjiang、Liu Yujia、Takeda Nobuhiro、Unno Masafumi
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 52 ページ: 9737~9743

    • DOI

      10.1039/D3DT01227A

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dual‐Function Near‐Infrared Emitting Aerogel‐Based Device?for Detection and Sunlight‐Driven Photodegradation of?Antibiotics: Realizing the Processability of Silsesquioxane‐Based Fluorescent Porous Materials2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Qingzheng、Unno Masafumi、Liu Hongzhi
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 33 ページ: 2214875

    • DOI

      10.1002/adfm.202214875

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fluorescent Janus ring siloxanes for detection of Au(III) and l-cysteine2023

    • 著者名/発表者名
      Chaiprasert Thanawat、Chanmungkalakul Supphachok、Liu Yujia、Bureerug Teeraya、Silpcharu Komthep、Unno Masafumi、Xiaogang Liu、Ervithayasuporn Vuthichai、Chang Young-Tae、Rashatasakhon Paitoon
    • 雑誌名

      Dyes and Pigments

      巻: 208 ページ: 110793~110793

    • DOI

      10.1016/j.dyepig.2022.110793

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Conjugation through Si-O-Si bonds, extended examples via SiO0.5/SiO1.5 units. Multiple emissive states in violation of Kasha’s Rule2023

    • 著者名/発表者名
      Z. Zhang, J. J. R. Arias, Y. Liu, M. Takahashi, R. Murata, M. Unno, N. Yodsin, S. Jungsuttiwong, Paramasivam, J. Azoulay, M. Rammo, A. Rebane, R. M. Laine
    • 学会等名
      52nd North American Silicon Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Functionalized Silsesquioxanes for Catalysis2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Liu, A. Ouali, M. Unno, K. Koizumi, M. Kigure, M. Katano, Z. Zheng, N. Iagafarov
    • 学会等名
      52nd North American Silicon Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Novel Large-winged Butterfly Cages2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Junke, Y. Liu, N. Takeda, M. Unno
    • 学会等名
      52nd North American Silicon Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of novel well-defined cyclic silanol derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, Y. Liu, N. Takeda, M. Unno
    • 学会等名
      52nd North American Silicon Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Application of Fluorosiloxanes2023

    • 著者名/発表者名
      M. Unno, Y. Liu, M. Kato, N. Oguri, Y. Egawa, C. Kobina, N. Takeda
    • 学会等名
      10th European Silicon Days
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of New Functionalized Laddersiloxanes2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Liu, A. Endo, M. Katano, P. Zhang, A. Takizawa, K. Onodera, J. Guan, N. Takeda, R. M. Laine, A. Ouali, M. Unno
    • 学会等名
      10th European Silicon Days
    • 国際学会
  • [備考] Research Area

    • URL

      https://element.chem-bio.st.gunma-u.ac.jp/research.html

  • [備考] Bibliography

    • URL

      https://element.chem-bio.st.gunma-u.ac.jp/bib.html

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公開日: 2024-12-25  

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