親媒質性イオンの創製と機能性高分子電解質への応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23350048
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 佐田 和己 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80225911)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 高分子電解質 / 親媒質性イオン / イオン解離 / 超分子化学 / 温度応答性高分子 / 静電反発 / 刺激応答性高分子 / 高分子ブラシ

研究概要

媒質に対応したイオン対および高分子鎖から構成される親媒質性高分子電解質を分子設計することにより、様々な媒質で静電反発を利用して、高分子の構造や低分子の溶解性などが制御できることを実証した。さらにこれらの静電反発を利用した機能性材料への展開として、高分子ブラシや刺激応答性ゲルへの応用が可能となった。また本研究の結果より、高分子と低分子の間の分子間相互作用を巧みに利用することで簡便に温度応答性高分子の設計ができることを明らかにした。これらの結果は分子間引力に拮抗して静電反発を様々な媒質で利用することを示しており、新しい機能性材料の開発に貢献すると思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation and Morphology Variation of Lipophilic Polyelectrolyte Brush Functioning in Non-Polar Solvents (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, K. Kokado, Y. Higaki, A. Takahara, K. Sada
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Function of Smart Polymer Gels based on Ion Recognition (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Iseda, K. Kokado, K. Sada
  • 雑誌名: Reac. & Func. Polym 巻: 73 ページ: 951-957
  • DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2013.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] LCST Behavior Driven by Charge-Transfer Interaction (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Amemori, K. Kokado, K. Sada
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 52 ページ: 4174-4178
  • DOI: 10.1002/anie.201210261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Polymers Act as Polyelectrolytes in Nonpolar Media (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ono, M. Ohta, K. Sada
  • 雑誌名: ACS Macro Lett 巻: 1 ページ: 1270-1273
  • DOI: 10.1021/mz3002879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Lipophilic Anionic Polymer Networks Based on Tetraphenylborates (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Furukawa, K. Kokado, K. Sada
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 41 ページ: 667-668
  • DOI: 10.1246/cl.2012.667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of the Complexation between Chloride and Anion Receptors using Volume Change of Ionomer Gels in Organic Solvents (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Iseda, Y. Haketa, K. Kokado, H. Maeda, H. Furuta, K. Sada
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 7490-7494
  • DOI: 10.1039/C2SM25994J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fundamental Molecular Design for Precise Control of Thermoresponsiveness of Organic Polymers by Using Ternary Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Amemori, K. Kokado, K. Sada
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 8344-8347
  • DOI: 10.1021/ja301688u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Counter Anion Dependent Swelling Behavior of Poly(octadecyl acrylate)-based Lipophilic Poly- electrolyte Gels as Superabsorbent Polymers for Organic Solvents (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ono, M. Ohta, K. Iseda, K. Sada
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 3700-3704
  • DOI: 10.1039/C2SM06804D
  • 査読あり
• [学会発表] 親油性電解質を用いたソフトマテリアルの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐田和己
  • 学会等名: 第63回高分子年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場, 名古屋市
  • 年月日: 2014-05-28
• [学会発表] 非水系媒質中で機能する刺激応答性高分子の創製ならびに配位高分子の架橋を利用した結晶重合系の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐田和己
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋市
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 疎水部に親油性イオン対を有する両親媒性分子の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田泰平, 小門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋市
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Phase Separaton of Urea-Modified Polymer Induced by Thermal Stimulus and Chemical Reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Shogo Amemori, Yoshimi Hamano, Kenta Kokado, Kazuki Sada
  • 学会等名: The 9th Nanjing-Hokkaido-NIMS/MANA Joint Symposium "Cutting Edge Chemistry"
  • 発表場所: Nanjing University, Nanjing, China
  • 年月日: 20131011-13
• [学会発表] de Novo Design of Thermo-Responisve Polymer Systems via Supramolecular Interaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sada
  • 学会等名: The 6th Japan-China Joint Symposium on Functional Supramolecular Architectures @ Okazaki
  • 発表場所: Institute of Molecular Science, Okazaki
  • 年月日: 20130118-21
• [学会発表] Supramolecular Design of Thermosensitive Phase Transition of Polymer Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Shogo Amemori, Yoshimi Hamano, Kenta Kokado, Kazuki Sada
  • 学会等名: 2013 SNU-HU Chemistry Symposium on "The Present Chemistry at SNU and HU
  • 発表場所: Seoul National University, Seoul, Korea
  • 年月日: 2013-12-13
• [学会発表] Supramolecular Design of Thermo-Sensitive Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Shogo Amemori, Kenta Kokado, Kazuki Sada
  • 学会等名: New Trends of Nano- or Bio-materials Design in Supramolecular Chemistry (NNBS2013)
  • 発表場所: Kyushu University, Fukuoka
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] アニオンレセプターによる塩化アルキルアンモニウムのイオンペアーからフリーイオンへのスイッチン低分子の分子認識を利用した温度応答性ゲルの分子設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊勢田一也, 小門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 第22回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 学習院大学, 東京都
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] 高分子と低分子間の超分子形成を利用したLCST 型温度応答性の分子設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 雨森翔悟, 小門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス, 草津市
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] de Novo Design of Thermo- Sensitive Polymer Systems via Supramolecular Interaction, "Challenges in Advanced Chemistry of Asia", Frontier Chemistry Center (FCC) International Symposium (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sada
  • 学会等名: 8th Hokkaido University-Nanjing University Joint Symposium, 15th Hokkaido University-Seoul National University Joint Symposium, 2012 HU-NU-SNU-NIMS/MANA Joint Symposium
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo
  • 年月日: 20121206-07
• [学会発表] ピレン部位を有する高分子とアクセプター低分子との相互作用を利用した温度応答性の発現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 雨森翔悟, Gharib Desi Hamed, 小門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学, 名古屋市
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] アイオノマーブレンドの相溶性に及ぼすイオン部位の疎水性の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田匡彦, 小野利和,小 門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学, 名古屋市
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 正四面体型5価アニオンの合成とイオン解離能の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本伸仁, 小門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ,京都市
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 非極性環境下で機能する親油性イオンを導入した液晶性高分子ゲル (2012)
  • 著者名/発表者名: 錦織祐介, 伊勢田一也, 小門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学, 名古屋市
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 刺激応答性ゲルの体積・色調変化を用いた分子認識の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊勢田一也, 羽毛田洋平, 小門憲太, 前田大光, 古田弘幸, 佐田和己
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学, 横浜市
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Miscible Ionomer Blends with the Bulky Ion-pairs Dissociable in Non-polar Media (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Ohta, Toshikazu Ono, Kenta Kokado, Kazuki Sada
  • 学会等名: The 12th Pacific Polymer Conference, PS319
  • 発表場所: Jeju island, Korea
  • 年月日: 20111113-13
• [学会発表] アニオンレセプターの錯形成を駆動力とする刺激応答性ゲルの有機溶媒中での膨潤制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊勢田一也,羽毛田洋平, 小門憲太, 前田大光, 古田弘幸, 佐田和己
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山市
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] テトラフェニルボレートの静電相互作用を利用したネットワークポリマーの構造制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川雄基, 小門健太, 佐田和己
  • 学会等名: 第7回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
  • 発表場所: 広島大学(東広島市)
  • 年月日: 2011-05-29
• [学会発表] 尿素を含む高分子の分子認識を利用したLCST・UCSTの制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 雨森翔悟, 小門憲太, 佐田和己
  • 学会等名: 第60回高分子年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場, 大阪市
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Preparation of Lipophilic Polyelectrolytes Working in Nonpolar Solvents and their Blend Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Ohta, Kenta Kokado, Kazuki Sada
  • 学会等名: The 2011 International Symposium on Molecular System, Global COE Symposium for Young Researchers
  • 発表場所: The Luigans, Fukuoka
  • 年月日: 2011-05-11
• [備考] 北海道大学物質化学研究室ホームページ
  • URL: http://wwwchem.sci.hokudai.ac.jp/matchemS/