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2022 年度 実施状況報告書

ミクロ相分離構造を内包したポリイミド微粒子の創生、炭素化、および電極触媒への展開

研究課題

研究課題/領域番号 21K04828
研究機関東京工業大学

研究代表者

難波江 裕太  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (40514881)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードポリイミド / マルチブロックコポリマー / ミクロ相分離 / 沈殿重合
研究実績の概要

ミクロ相分離構造を発現し得るポリイミドとして、柔軟鎖と剛直鎖を有するマルチブロックコポリマーを設計した。前年度に合成を完了したポリマーに加え、数種類のモノマーの組み合わせを追加し、さらに多くのマルチブロックコポリマーを合成した。得られたポリマーを熱重量分析、小角X線散乱、広角X線回折、示差走査熱量測定によって解析した。その結果いくつかのサンプルで、恒等周期長が数ナノメートルの規則的な構造が発現していることが示唆された。このような構造は本研究が目指している、メソポーラス構造の発現に適しているので、好ましい現象である。
またミクロ相分離構造を内包したポリミド微粒子の合成の前段階として、低分子のモノマーの沈殿重合法について、反応条件を詳細に検討した。分散剤やモノマー濃度を変化させることで、ポリイミド微粒子の粒子径を変化させることができることが、明らかとなった。
次に、マルチブロックコポリマーの微粒子を作製するために、柔軟鎖と剛直鎖を有するモノマーを沈殿重合に供した。これまで扱ってきた低分子のモノマーとは溶解性が異なるため、重合溶媒の検討を注意深く行った。その結果ある溶媒の組み合わせで、新規モノマーでも沈殿重合が成立することを見出した。
さらに、ミクロ相分離構造を内包した微粒子の合成法として、ブロック共重合体の再沈殿による粒子作製法を検討した。ミクロ相分離構造を内包した微粒子を、電子顕微鏡で多数観測することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ポリマーの合成と、微粒子作製法の検討が順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

微粒子下法と炭素化法の確立に注力する。

次年度使用額が生じた理由

本年度はほぼ予定通りの使用額となり、前年度の繰越分を次年度に使用する予定である。旅費等に充当する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Creation of Thermal Response Ordered Mesostructure Polymer Particles Using Diblock Copolymers via 3D Confined Self‐Assembly2023

    • 著者名/発表者名
      Tong Liang、Nabae Yuta、Hirai Tomoyasu、Yabu Hiroshi、Hayakawa Teruaki
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 224 ページ: 2200402

    • DOI

      10.1002/macp.202200402

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of Polyimide Nano-Particles by Precipitation Polymerization2022

    • 著者名/発表者名
      Kuretani Satoshi、Nabae Yuta、Hayakawa Teruaki
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 35 ページ: 271~276

    • DOI

      10.2494/photopolymer.35.271

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and Higher-order Structural Characterization of Polyimides Containing Chain-length-controlled Polysiloxanes2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Erina、Nabae Yuta、Hayakawa Teruaki
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 35 ページ: 265~270

    • DOI

      10.2494/photopolymer.35.265

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ブロック鎖長に分布をもたないブロック共重合型ポリイミドの創成2022

    • 著者名/発表者名
      前田颯, 難波江裕太, 早川晃鏡
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] Synthesis of Block-Copolymerized Polyimide with No Distribution of Block-Chain Lengths2022

    • 著者名/発表者名
      Maeda, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa
    • 学会等名
      Polycondensation 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロック鎖長に分布をもたない剛直・柔軟マルチブロックポリイミドの創成2022

    • 著者名/発表者名
      前田颯, 難波江裕太, 早川晃鏡
    • 学会等名
      第30回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
  • [学会発表] Synthesis and Higher-order Structural Characterization of Polyimides Containing Chain-length-controlled Polysiloxanes2022

    • 著者名/発表者名
      吉田絵里菜・難波江裕太・早川晃鏡
    • 学会等名
      The 39th International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] 鎖長制御されたポリシロキサン含有ポリイミドの合成および高次構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      吉田絵里菜・前田颯・難波江裕太・早川晃鏡
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
  • [学会発表] Synthesis and Higher-order Structural Characterization of Polyimides Containing Polysiloxane with Controlled Chain Lengths2022

    • 著者名/発表者名
      吉田絵里菜・前田颯・難波江裕太・早川晃鏡
    • 学会等名
      Polycondensation 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 鎖長を制御したポリシロキサン含有ポリイミドの合成と高次構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      吉田絵里菜・前田颯・難波江裕太・早川晃鏡
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業 第12回 CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] 鎖長を制御したポリシロキサンを含むポリイミドの合成および高次構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      吉田絵里菜・前田颯・難波江裕太・早川晃鏡
    • 学会等名
      第30回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
  • [図書] ポリイミドの高機能設計と応用技術2022

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太、早川晃鏡
    • 総ページ数
      566
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-887-6
  • [備考] 難波江研究室ホームページ

    • URL

      http://www.hayakawa.op.titech.ac.jp/nabae/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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