イオン液体で膨潤する新規ポリイミドゲルの合成と光応答性アクチュエーターへの応用

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これまでに我々が合成した高分子ゲルは大気中では溶媒が蒸発して収縮してしまうため、動作しなくなる。そこで、上記のゲルが含んでいる溶媒をイオン液体である(1,3-Diethylimidazoliumbromide)で置換すると、収縮せずに大気中でも安定に存在することが判明した。このゲルをロット上に加工し、大気中で442nmの光を照射すると、光照射方向に曲がるゲルが作製できた。このロッドをさらにスライスして顕微鏡下で可視光を照射して観察した。この際にゲルに青色レーザーを照射すると、ゲルが収縮し、青色レーザーを切ると、膨潤した。この青色レーザーのOn、Offを繰り返すとゲルが拍動し、その中に含まれている溶媒をはき出し、ポンプとして機能することが明らかになった。また、光照射により溶液を噴射し、魚のようにイオン液体中を泳いでいく挙動も観察できた。レオメーターによる測定によって、光照射時には高分子ゲルの弾性率が約2倍に上昇することが明らかになった。これは光照射によって高分子ゲル中に擬似的な架橋点が形成されたことを意味している。光照射によって新たに構築された架橋点の割合は全体の40%程度であった。光照射前後では、網目の拡散係数が可逆的に変化することを動的光散乱測定で見いだした。この拡散係数からイオン液体中の網目サイズを推定すると共に、そのナノポア中でのイオン液体の粘性率を評価した。その結果、ナノポア中でのイオン液体の粘性率がバルク中より低下するとの傾向が見られた。