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有機・無機ハイブリッド微粒子を基盤とした自己修復型ハードコート材料の開発

基于有机-无机杂化细颗粒的自修复硬涂层材料的开发

基本信息

批准号：
19J20075
负责人：
佐々木佑輔
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、自己修復材料における硬さ(弾性率)と修復性のトレードオフ解消を目的とし、シルセスキオキサン微粒子 (SQ-NPs) の構造的特性を活用した自己修復型ハイブリッド材料の開発を行った。これまで、イミダゾール含有SQ-NPs を塩化亜鉛との錯体形成することで、高い弾性率（2.13 GPa）と自己修復性（80 % の機械的特性を回復）を有する自己修復ハイブリッドの合成について報告している。しかしながら、得られたハイブリッドの破断ひずみは0.6 % 未満と低く、脆性的な破壊を示すものであった。また、破断面の修復には50℃の加熱処理が必要であり、自律的に破断面を修復することは困難であった。そこで2022年度は、金属錯体ハイブリッドの堅牢性の向上および自律的修復性の獲得に向け、物性と修復メカニズムの相関解明を目的とした。配位子と金属イオンの比率、および対イオンの構造などの金属錯体ハイブリッドを構成する様々な要素を系統的に変化させ、これらの特性に与える影響について粘弾性測定や引張試験の結果から考察した。各種測定から①配位子を過剰に組み込むことで自己触媒的に配位結合の組み換え反応を促進する②対イオンを介して配位結合が組み換わる③表面編析がガラス状態における破断面修復の鍵となることを結果から見出し、自己修復ハイブリッドにおける修復メカニズムと物性の相関を明らかとした。さらに、配位結合の組み換わりメカニズムの理解から配位子交換に由来するイオン伝導性の発現も見出すことに成功した。材料物性が分子鎖の絡み合いや結晶化に依存しないSQ-NPsの構造的特徴により、自己修復材料における配位結合の働きを解明することができた。これにより得られた結果と考察は新たな配位結合を用いた自己修復材料を開発する上で極めて重要な知見となりえる。

In this study, the properties of self-modified materials, mechanical properties, mechanical properties and mechanical properties of self-modified materials were introduced in this study. The system contains SQ-NPs information, which results in the formation of errors, high performance rate (2.13 GPa), and self-repair (80% of the mechanical properties). The brittleness and brittleness of the brittleness show that the brittleness is not low, and the brittleness is low. Repair, repair and repair. In the year 2022, the metal wrong body, the metal, the metal, the metal, The matching metal temperature ratio, the temperature distribution ratio, the temperature, the To determine the coordination of various ligand systems, the coordination of each kind of ligand and the coordination of one's own catalyst, the coordination of each kind of ligand, the coordination of their own catalysts, the coordination of their own catalysts and their own catalysts. You can fix the physical properties by yourself. The combination of coordination and coordination is a good way to understand the origin of mating, and to show that it is successful. The physical and chemical properties of the material are characterized by the crystallization of the molecular structure, the crystallization of the special material made by the SQ-NPs, and the coordination of the material by yourself. The results of the experiment show that the combination of the new coordination and the self-repair materials are very important to the important information.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Mechanically robust, ion-conductive, self-healing glassy hybrid materials via tailored Zn/imidazole interaction

DOI：
10.1016/j.mtchem.2021.100611
发表时间：
2021-12
期刊：
Materials Today Chemistry
影响因子：
7.3
作者：
Y. Sasaki;T. Yamamoto;H. Mori
通讯作者：
Y. Sasaki;T. Yamamoto;H. Mori

自己修復材料、自己組織化、形状記憶材料の開発と応用事例

自修复材料、自组装、形状记忆材料的开发及应用实例

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Daiki Kitabatake;Hiroshi Ueno;Kazuhiko Kawachi;Yasuhiko Kasama;Shinobu Aoyagi;Keijiro Ohshimo;Fuminori Misaizu;山岸　洋
通讯作者：
山岸　洋

Self-healing hybrids fabricated by metal complexation with imidazole-containing silsesquioxane nanoparticles