力学応答性デンドリマーの開発と機能材料への展開

机械响应树枝状聚合物的开发及其在功能材料中的应用

基本信息

  • 批准号:
    20J23066
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-24 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、一般に活性の低いバルク高分子材料中の力学応答性分子骨格(メカノフォア)の活性を向上させることを目的に、高分子構造とメカノフォアの応答性の関連について継続的に調査を行っている。力によって構造中心の共有結合が切断し、ピンク色の安定ラジカルを生成するジフルオレニルスクシノニトリル(DFSN)骨格をメカノフォアに選定し、視覚的変化や電子スピン共鳴測定を用いた発生ラジカルの定量により力学応答性の評価を実施した。昨年度、マルチネットワーク(MN)ポリマーの伸長されたネットワークにDFSN骨格を導入する高分子設計によって、メカノフォアの力学応答性が大幅に向上することを明らかにした。本年度は、同じMNポリマーが従来の非電解性架橋高分子では到達不可能な、分子鎖が高度に伸長した膨潤状態を実現できることに着目し、溶媒膨潤によって誘起されるDFSNの力学応答、膨潤誘起型メカノクロミズムを見出した。本現象と伸長誘起型メカノクロミズムとの間に明確な関連性があることを見出し、これらの実質的な反応メカニズムが一致すると結論づけた。また、MNゲルに生成したDFSN由来のラジカル種は高い分子運動性を有するにも関わらず、架橋点の増加や伸長した分子鎖による分子拡散の抑制効果によって熱力学的に安定な二量体の再生が抑止されるため、メカノクロミズムとして観測されることを明らかにした。加えて、MNポリマーやゲルの伸長鎖に存在するDFSNは熱的解離反応が促進されることを見出し、開裂に伴うポリマー鎖の大きな構造緩和やDFSNに加わる張力、およびラジカル間の再結合頻度の低下といった複合的要因に由来する現象であると結論づけた。この研究成果は、Angew. Chem. Int. Ed.誌に掲載され、Inside Back Coverに選ばれたほか、プレスリリースを行い、複数の新聞やwebメディアに取り上げられた。
In this study, we investigated the relationship between the activity of mechanically-responsive molecular lattice and the reactivity of polymer materials with low activity. The structural center of the force is divided into two parts: the first part is cut off, the second part is cut off, the third part is cut off, the fourth part is cut off, In the past year, the mechanical properties of DFSN were greatly improved. This year, the mechanical response and swelling induced by solvent swelling of DFSN were revealed. This phenomenon is caused by the extension of the model, the relationship between the two is clear, and the relationship between the two is consistent. In addition, the formation of MN and DFSN is related to the molecular mobility of high molecular species, the increase of bridging points, the inhibition of molecular dispersion, the inhibition of thermodynamic stability and the regeneration of two molecules. The main reason for the phenomenon of DFSN thermal dissociation is to increase the tension and increase the recombination frequency. Angew. Int. Ed. Journal, Inside Cover, Web Search, Web Search

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Role of a Dynamic Covalent Mechanophore to Improve Mechanical Properties of Multi-network Elastomers
动态共价力基团在改善多网络弹性体机械性能中的作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takuma Watabe;Daisuke Aoki;Hideyuki Otsuka
  • 通讯作者:
    Hideyuki Otsuka
Structure-Mechanochemical Activity Relationship for Mechanochromic Dendrimers: Effect of Generation and Surface Functional Groups
力致变色树枝状聚合物的结构-机械化学活性关系:生成和表面官能团的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takuma Watabe;Daisuke Aoki;Hideyuki Otsuka
  • 通讯作者:
    Hideyuki Otsuka
膨潤に伴う高分子鎖の切断を可視化することに成功 ―高分子材料のミクロな劣化・破壊挙動の理解に貢献―
成功实现了因溶胀引起的聚合物断链的可视化 - 有助于理解聚合物材料的微观劣化和断裂行为 -
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
力学応答性分子とマルチネットワーク化の組み合わせで実現する高感度なメカノクロミズムとエラストマーの強靭化
通过机械响应分子和多重网络的结合实现弹性体的高灵敏机械变色和增韧
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    渡部拓馬;青木大輔;大塚英幸
  • 通讯作者:
    大塚英幸
メカノクロミックデンドリマーの表面官能基変換による力学応答特性の向上
通过机械致变色树枝状聚合物的表面官能团转换改善机械响应性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    渡部 拓馬;青木 大輔;大塚 英幸
  • 通讯作者:
    大塚 英幸
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渡部 拓馬其他文献

時間非依存なマルチエージェント経路計画
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    渡部 拓馬;大塚 英幸;香川渓一郎;奥村 圭祐
  • 通讯作者:
    奥村 圭祐
Viscous Cahn--Hilliard方程式の解の方程式内係数に関する漸近極限問題
粘性卡恩-希利亚德方程解系数的渐近极限问题
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    渡部 拓馬;大塚 英幸;香川渓一郎
  • 通讯作者:
    香川渓一郎

渡部 拓馬的其他文献

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    $ 1.98万
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