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Elucidation of the mechanical response mechanism of ion conduction using a hierarchical structure

使用分层结构阐明离子传导的机械响应机制

基本信息

批准号：
21H01997
负责人：
長尾祐樹
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

本研究では、研究代表者が独自に見出した、組織構造を有する高分子電解質における機械的負荷によるイオン伝導性の変化の起源を明らかにする。R4年度も引き続き、以下の３つの研究項目を実施した。①３つの構造的特徴に基づいた分子設計の探索（側鎖長、イオン種、主鎖屈曲性）、②負荷に対する構造変化とリオトロピック液晶相の圧力誘起相転移の探索、③機械的負荷による構造変化とイオン伝導性の変化の探索。特に②に対する研究に注力した。昨年に続き、国立台湾科技大学のYu-Cheng Chiu博士を本学に客員研究員として招聘し、組織構造薄膜に対して温湿度制御下で再現性良く機械的負荷を引加可能なインピーダンス測定用のセルを大学院生2名と共に開発した。装置の改良を繰り返すことで測定の再現性や制度をさらに向上させることができた。また複数のロボット研究者と共に、従来材料や触力覚センサに対する優位性や触力覚センサへの検討を進めた。主な成果は、組織構造薄膜に対して温湿度制御下において、精度および再現性をより向上させた機械的負荷を引加可能なインピーダンス測定用のセルを開発した点や分子骨格によりイオン伝導度の圧力依存性が全く異なることを見出した点等に加え、特筆すべき点としてイオン伝導度の圧力感度が0.1 MPaレンジで24 MPa-1と従来材料よりも高い感度を有する材料が見いだされた点が挙げられる。一方で、より低圧での試験実施に関しては再現性に課題を残した。次年度はさらに圧力レンジを広げると共に、測定精度の向上を目指す。関連する論文発表は2件、学会発表は15件（うち招待講演は2件）実施した。

This study was conducted on behalf of the authors of the study to clarify the origin of mechanical loading and conductivity of polymer electrolytes. R4 annual introduction, the following three research projects are implemented (1) Exploration of molecular design of structural characteristics (lateral locking length, lateral locking species, main locking flexibility);(2) Exploration of phase shift induced by pressure of liquid crystal phase due to load;(3) Exploration of structural transformation and lateral conductivity due to mechanical load. Special attention should be paid to this issue. Dr. Yu-Cheng Chiu of National Taiwan University of Science and Technology, a guest researcher at the university, was recruited last year to study the feasibility of introducing mechanical loads with good reproducibility under temperature and humidity control. An improved system for measuring reproducibility A number of researchers have made progress in the study of the superiority of materials and contact forces. Main results: tissue structure, film temperature control, precision, reproducibility, mechanical load, possibility of introduction, molecular structure, conductivity, pressure dependence, total variation, etc. The pressure sensitivity of the material is 0.1 MPa. The pressure sensitivity of the material is 24 MPa. On the one hand, low pressure test implementation is related to the problem of reproducibility The next year, the pressure measurement system is divided into three parts: There were 2 related papers and 15 academic papers (2 lectures).

项目成果

期刊论文数量（55）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Intrinsic proton conduction in 2D sulfonated covalent organic frameworks through a post-synthetic strategy

通过后合成策略在二维磺化共价有机框架中进行本征质子传导

DOI：
10.1039/d1ce00957e
发表时间：
2021
期刊：
CrystEngComm
影响因子：
3.1
作者：
Zhang Yuwei;Li Chunzhi;Liu Zhaohan;Yao Yuze;Hasan Md. Mahmudul;Liu Qianyu;Wan Jieqiong;Li Zhongping;Li He;Nagao Yuki
通讯作者：
Nagao Yuki

Investigation of carboxylic acid deprotonation in electrolyte thin film through protonic field-effect transistor

通过质子场效应晶体管研究电解质薄膜中羧酸去质子化