Improved resilience and novel functions of low-density porous materials via cross-scale structural control

通过跨尺度结构控制提高低密度多孔材料的弹性和新功能

• 批准号: 22H00342
• 负责人: 中西 和樹
• 金额: $ 27.46万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00342/
• 关键词: 低密度多孔物質; ゾル－ゲル法; エアロゲル; 階層的多孔構造; 有機無機ハイブリッド

低密度かつ階層的に多孔構造の制御された有機無機ハイブリッドゲルを作製するために、界面活性剤との協奏的メソ孔形成と、ゾル－ゲル転移に並行する広義のマクロ相分離を利用することを目的とした。シリカおよび架橋シルセスキオキサン系低密度ゲルの作製を基盤として、架橋ポリシルセスキオキサン系におけるマクロ孔構造の制御、特にメソ孔を内包する棒状骨格が連結した構造の階層的多孔構造の作製を行った。界面活性剤として非イオン性のPluronic P123を用いた。TMOSおよびBTMEのゾル－ゲル反応系において、P123を用いたミセル鋳型法と相分離法を組み合わせることで、２次元ヘキサゴナル配列を有するメソ多孔構造を反映した棒状のゲル骨格が生成し、それらが３次元的に相互連結したマクロ孔構造を有するシリカゲルおよびPSQゲルを作製することができた。出発組成を調整することで、シリカ・PSQ両方の試料において、ほぼ同じバルク密度（0.16～0.17 g cm-3）の多孔質モノリスを得ることができた。また、尿素処理を施すことにより架橋密度が増加する一方、マクロ孔構造はほとんど変化しないことを確認した。TG-DTA分析の結果、シリカゲルおよびPSQゲルの両方の試料で170 ℃付近でP123の燃焼による重量減少が見られたことから、共に３次元架橋ネットワークと線状高分子P123の複合体であることが確認された。また、重量減少量から推定されたP123の含有量から、尿素処理を行うことでP123の含有量が減少しており、高温における溶液処理によりP123の溶出が起こったことが示唆された。この結果から、シリカもしくはPSQと水素結合していたP123が高温で外れ、露出したシラノ―ル基が縮合して架橋密度が増大したと考えられる。

The porous devices of low-density wireless devices are used to control the presence of mechanical devices, the formation of holes in the coordination of active devices in the interface, the formation of holes in the interface, and the separation of phase separation by means of wireless communication. The system is low-density, which is used to build holes, to make the system, and to make holes in the hole. it is specially designed to make a porous material that is connected to a rod-like lattice. The interfacial activity of Pluronic P123 is non-reactive. TMOS

项目成果

Fabrication of Bicontinuous NASICON/Carbon Hybrid Monoliths for Energy Storage Application

用于储能应用的双连续 NASICON/碳混合整体材料的制造

• 发表时间: 2022
• 作者: Maity Basudev;Taher Mohd;Mazumdar Shyamalava;Ueno Takafumi;George Hasegawa
• 通讯作者: George Hasegawa

液相法による均質な網目形成と低密度多孔性材料に関する研究

液相法均匀网络形成和低密度多孔材料研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Kenta Fujii;Saki Sawayama;金森主祥
• 通讯作者: 金森主祥

Hydrothermal Synthesis of Sr-Cr-Fe Hydrogarnet Polyhedra and Their Conversion to Porous SrCr1-xFexO3-δ Perovskite

Sr-Cr-Fe 水石榴石多面体的水热合成及其向多孔 SrCr1-xFexO3-δ 钙钛矿的转化

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoki Takeno;Kazuki Nakanishi;George Hasegawa
• 通讯作者: George Hasegawa

Phase Separation × Sol-Gel -A Personal View-

相分离×溶胶-凝胶-个人观点-

• 发表时间: 2022
• 作者: Abe Satoshi;Tanaka Junko;Kojima Mariko;Kanamaru Shuji;Hirata Kunio;Yamashita Keitaro;Kobayashi Ayako;Ueno Takafumi;Kazuki Nakanishi
• 通讯作者: Kazuki Nakanishi

Organic-Inorganic Hybrid Aerogel Monoliths -Challenge to Mechanical Resilience and Transparency

有机-无机杂化气凝胶整体——对机械弹性和透明度的挑战

• 发表时间: 2022
• 作者: 石川 凌太郎;宇賀田 洋介;上野 和英;渡邉 正義;獨古 薫;Kazuki Nakanishi
• 通讯作者: Kazuki Nakanishi