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

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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。