マイクロ流路内の小角中性子散乱解析を利用した高分子イオン液体材料の非平衡構造制御

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20KK0325
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分27010:移動現象および単位操作関連
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 渡邉 貴一 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 研究准教授 (60743979)
• 研究期間 (年度): 2021 – 2023
• キーワード: イオンゲル / 小角散乱 / イオン液体 / コンポジット / イオン伝導 / 機械的強度

研究成果の概要

イオンゲルは，高性能な二酸化炭素分離膜や過酷条件で作動するアクチュエータなどへの応用が期待される。本研究では，イオンゲルのレオロジー測定，高分子イオン液体溶液の静的・動的光散乱，小角X線・中性子線散乱実験により，イオンゲルの架橋ネットワーク構造を評価した。また，アニオン種の設計による簡便なイオンゲルの物性（機械的強度やイオン伝導性）制御方法を提案した。

自由記述の分野

化学工学，ソフトマター，相分離，ゲル，エマルション

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオンゲルは，不揮発性やイオン伝導性，二酸化炭素吸収性などの特長を有する機能性材料の一つである。しかし，イオンゲルの機械的強度は低いため，実用化には課題が残る。イオンゲルの架橋構造を制御して高強度化を図る研究は数多く行われている。しかし，イオン液体の種類を変えるたびに適切なネットワークの再検討が必要である。本研究では，イオンゲルに含まれるアニオン種のモル比を変えることで最終的なゲル物性（機械的強度やイオン伝導性）を簡便に調整できることを見出した。この要素技術を使うことで，高強度なイオンゲルの開発を推進することが可能となる。