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2016 年度 実績報告書

高分子化したイオン液体に束縛された水分子数の可逆的な制御

研究課題

研究課題/領域番号 26248049
研究機関東京農工大学

研究代表者

大野 弘幸  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00176968)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードイオン液体 / 水和水 / 温度依存性 / 可逆変化
研究実績の概要

平成27年度に引き続き、僅かな温度変化で水和状態を大きく変えることのできるイオン液体由来高分子ゲルの開発を実施した。複数回の水の吸脱着を可能とするイオン液体由来ポリマーゲルを作製した。さらに、含塩水溶液中でも水の吸脱着をするゲルの作製に必要な基礎知見を集積した。イオン液体の高分子化ゲルを構成するイオン液体の式量は大きいため、ゲル内部のイオン密度は意外と低く、海水中の塩濃度(約0.6mol/L)よりも低くなってしまう。そこで、異なる塩濃度の水溶液中での水和状態の温度依存性を解析した結果、塩濃度の増大に伴い転移温度のシフトと応答性の緩慢化が観測された。これは塩濃度の増大に伴い自由な対イオンの交換が起こり、LCST挙動を発現できないイオンペアが高分子ゲル内に生成するためであった。そこで、LCST挙動を示し、かつ式量が小さいイオン液体を形成させるためのイオン構造設計を繰り返した結果、海水中に多く存在するクロライドアニオンを対イオンに持ち、かつ温度に応じてLCST挙動を示すイオン液体を設計することができ、高分子化することにも成功した。その結果、継時的な応答性の消失は抑止でき、準可逆的な水和状態の変化を引き起こすことができた。海水からの十分な水分子の吸脱着は依然として困難であったので、選択透過膜などへの応用を考慮した基礎知見の集積を急いだ。また、ターゲットを水以外の分子にも拡げ、金属イオンなどの吸脱着挙動について、基礎知見を集積した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Universidade de Aveiro(ポルトガル)

    • 国名
      ポルトガル
    • 外国機関名
      Universidade de Aveiro
  • [国際共同研究] Imperial College(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Imperial College
  • [雑誌論文] Rheopectic gel formation of temperature and shear stress responsive ionic liquid/water mixtures2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Fukaya, T. Nakano, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Australian J. Chem.

      巻: 70 ページ: 74-78

    • DOI

      org/10.1071/CH16228

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1.A Thermoresponsive poly(ionic liquid) membrane enables concentration of proteins from aqueous media2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kohno, D.L. Gin, R.D. Noble, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Chem. Comm.

      巻: 52 ページ: 7497-7500

    • DOI

      10.1039/C6CC02703B

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design and control of LCST behaviour of zwitterion/aqueous Broensted acid mixtures2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Mieno, Y. Kohno, S. Saita, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Chemistry - A European J.

      巻: 22 ページ: 12262-12265

    • DOI

      10.1002/chem.201683561

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 1665.温度応答性イオン液体由来ハイドロゲルのタンパク質吸着挙動の評価2017

    • 著者名/発表者名
      濱健一郎、岡藤亮佳、大野弘幸
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-16
  • [学会発表] Phase behavior of polyampholytes derived from ionic liquids showing LCST-type phase change in water2016

    • 著者名/発表者名
      A. Okafuji, Y. Kohno and H. Ohno
    • 学会等名
      11th SPSJ International Polymer Conference
    • 発表場所
      福岡国際会議場 ( 福岡県福岡市博多区)
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン液体由来ハイドロゲルのLCST型相転記挙動に及ぼす塩濃度の効果2016

    • 著者名/発表者名
      岡藤亮佳、河野雄樹、大野弘幸
    • 学会等名
      第7回イオン液体討論会
    • 発表場所
      金沢市文化ホール (石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-10-25 – 2016-10-25
  • [学会発表] Development of ionic liquids that show LCST-type phase transition with water2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ohno and Y. Kohno
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Ionic Liquids for Future Technologies
    • 発表場所
      Sunday River Hotel, Newry, ME, USA
    • 年月日
      2016-08-15 – 2016-08-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 温度応答性ホスホニウム型イオン液体由来高分子電解質ゲルによる重金属イオンの抽出2016

    • 著者名/発表者名
      大隈崇裕、岡藤亮佳、河野雄樹、大野弘幸
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場 (兵庫県神戸市中央区)
    • 年月日
      2016-05-26 – 2016-05-26

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公開日: 2018-01-16  

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