相分離液晶構造を有するイオン液体の構造制御と機能化

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イオン機能性を有する有機材料として、イオン液体が注目を集めている。本研究では、高異方的・高選択的イオン機能性材料の構築を目指して、イオン液体への液晶性付与により、ナノメートルスケールの相分離液晶構造を実現するための分子設計手法の開発と実際の組織体の構築を行なうことを目的とした。3,4,5-トリス(アルコキシ)ベンジル部位を有する扇形分子構造のアンモニウム塩を設計・合成した。室温を含む幅広い温度範囲で双連続キュービック液晶性を発現させることに成功した。イオン伝導性の温度依存性を測定した。液晶状態のアンモニウム塩は、等方性の液体状態よりも高イオン伝導性を示した。キュービック液晶相において、三次元的に連結したイオンチャンネル構造が効率の良いイオン伝導路として機能することを見出した。グルタミン酸部位を有する液晶性イミダゾリウム塩を開発した。この化合物は、昇温時に136度でカラムナー液晶相からミセルキュービック液晶相に相転移し、イオン伝導度が急激に低下した。この材料は、液晶の構造変化を利用したイオン伝導のON/OFFスイッチとしての応用が期待される。