光刺激と化学刺激の多重協働活性化を活用した高機能材料群の創成

利用光刺激和化学刺激的多重协同激活创建一组高功能材料

基本信息

批准号：
21K05181
负责人：
正井宏
金额：
$ 2.75万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光加工性材料は大面積に対するマイクロスケールの精密加工や遠距離からの加工が可能という点で高い汎用性を有し、医療・電子・プロセス高額など多岐にわたる分野での応用が期待されている。しかし、光加工可能な材料は光に不安定という根源的なトレードオフ問題を抱えていた。本研究では、この問題を解決するための方法論として、光のみではなく化学刺激の共存下でのみ加工可能な「多重協働活性化」を着想した。加工時には光と化学刺激を用いた多重協働活性化によって光加工を行いつつ、加工後は化学刺激を除去することで、光加工性と光に対する安定性を両立可能である。本年度は、π共役骨格を拡張したアリールケイ素化合物における、塩化水素と紫外光との協働活性化に基づく炭素ケイ素結合の開裂反応を利用した、協働的な材料加工を実現した。ケイ素化合物を架橋剤としたゲル材料は、塩化水素と紫外光を作用させることで架橋点が開裂し、ゾル化に伴う材料分解性を示した。塩化水素を含むゲルに対して、フォトマスクを用いた光照射を行ったところ、マスクパターンを反映した局所的な分解を示し、材料を望みの形状に加工可能であることが明らかとなった。材料加工後に酸を除いた条件で光安定性を評価したところ、環境光下でも高い安定性を有することが示された。加えて、ケイ素化合物による架橋材料の適用範囲としては、ゲル材料のみならず、溶媒を含まないエラストマー材料に対しても適用可能であった。

可光处理的材料具有高度的用途，因为它们可用于大面积和长距离的微观精确加工，并有望在包括医疗，电子设备和高成本工艺在内的广泛领域应用。但是，可轻松处理的材料遭受了光线不稳定的基本权衡问题。这项研究被认为是解决此问题的一种方法，即“多重合作激活”，只能在存在化学刺激而不是光的情况下处理。在加工过程中，通过使用光和化学刺激进行多次合作激活进行光处理，并且在加工后，去除化学刺激，从而可以实现光处理和光稳定性。今年，我们使用碳硅键的裂解反应实现了协作材料加工，基于氯化氢和紫外线在芳基硅化合物中具有扩展的π共轭骨链的合作激活。使用硅化合物作为交联剂的凝胶材料通过激活氯化氢和紫外线来裂解交联点，表明由于溶液而引起的材料分解。当用光掩膜照射含有氯化氢的凝胶时，发现局部分解反映了面具图案，并且可以将材料处理成所需的形状。在材料加工后排除酸的条件下评估了光稳定性，并且表明即使在环境光下，它也具有很高的稳定性。此外，使用硅化合物的交联材料的应用范围不仅适用于凝胶材料，而且适用于不含溶剂的弹性体材料。

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cooperative degradation with light and acid in metalloid-containing polymer network materials

含类金属聚合物网络材料中光和酸的协同降解

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hanqing Ding;Hiroshi Masai;Jun Terao
通讯作者：
Jun Terao

Photo-shape control of gels fabricated via photo-polymerization

通过光聚合制备的凝胶的光形状控制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takashi Kaneko;Go Martin Russell;Hiroshi Masai;Jun Terao
通讯作者：
Jun Terao

Irradiation with UV Light Accelerates the Migita?Kosugi?Stille Coupling Reaction in Air

紫外线照射加速空气中 Migita?Kosugi?Stille 偶联反应

DOI：
10.1246/cl.210665
发表时间：
2022
期刊：
Chemistry Letters
影响因子：
1.6
作者：
Ishikawa Takumi;Murata Mako;Masai Hiroshi;Iwai Tomohiro;Terao Jun
通讯作者：
Terao Jun

光重合と光加工の両立を利用したゲル材料構造の高次造形

使用光聚合和光处理对凝胶材料结构进行高阶建模

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
武元佑樹;宇都卓也;湯井敏文;金子隆・ラッセル豪マーティン・正井宏・寺尾潤
通讯作者：
金子隆・ラッセル豪マーティン・正井宏・寺尾潤

Precision synthesis of linear oligorotaxanes and polyrotaxanes achieving well-defined positions and numbers of cyclic components on the axle

线性低聚轮烷和聚轮烷的精密合成，实现轴上循环部件的明确位置和数量

DOI：
10.1039/d1cc03507j
发表时间：
2022
期刊：
Chemical Communications
影响因子：
4.9
作者：
Masai Hiroshi;Oka Yuki;Terao Jun
通讯作者：
Terao Jun

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0
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通讯作者：
寺尾潤

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DOI：
发表时间：
2017
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发表时间：
2016
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0
作者：
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通讯作者：
Sumida Sugata