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

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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。