新規イオン液体ポリマーのジャイロイド構造の発現と金属ナノ材料の形態制御

新型离子液体聚合物中螺旋结构的发展及金属纳米材料的形貌控制

• 批准号: 15J08703
• 负责人: 松本 拓郎
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08703/
• 关键词: zwitterion; イオン液体; ブロック共重合体

Zwitterion(ZI)はカチオンとアニオンが共有結合で連結された有機塩である。これまでに、ZIに適切な金属塩を添加すると、ZIのカチオンと添加塩のアニオンがイオン液体様のイオンペアを形成し、均一な複合体が得られることを本研究室が報告している。このZIの特性をブロック共重合体に組み込み、相分離構造を発現させることができれば、金属ナノ材料の合成場や役割分担型高分子固体電解質の新たな設計指針に繋がると期待できる。そこで本研究では、ZIを成分とするブロック共重合体を適切にデザインし、ミクロ相分離構造を発現させることを目指した。はじめに、アンモニウム型ZIとスチレンを成分とするブロック共重合体を合成した。得られたブロック共重合体は多くの溶媒に不溶であったが、水中でZIドメインをシェルに、スチレンドメインをコアとするコアシェル型ミセルを形成することが明らかになった。上記のミセル分散溶液に金属塩を添加し、コアシェル型ミセル構造を維持したまま、固体化させることができれば、金属イオンが精緻に組織化されたミクロ相分離構造が誘起されると期待された。そこで、ブロック共重合体の分散水溶液にZIユニットに対して当モル量のリチウム塩を添加し、基板上にキャスト、乾燥させてポリマー薄膜を得た。この薄膜について、X線回折測定や透過型電子顕微鏡観察を行ったところ、コアシェル型ミセルが凝集したミクロ相分離構造が誘起されたことを明らかにできた。続いて、示差走査熱量測定やイオン伝導度測定を用いて、系中のイオンの状態を評価した。その結果、ZIのカチオンと添加塩のアニオンがイオン液体様のイオンペアを形成していることが確認された。以上の検討から、ポリマー薄膜中で、ZIとリチウム塩は均一に複合化し、ミクロ相分離構造中に組織化されていることが明らかになった。

Zwitterion(ZI) is a common link. This paper reports on the formation of homogeneous complexes in the presence of appropriate metal ions. New design guidelines for composite polymer solid electrolytes with high performance and phase separation properties In this study, we found that the composition of the complex was suitable for the development of the phase separation structure. The composition of the complex is composed of the following components: The results show that the complex is insoluble in many solvents, and the complex is insoluble in water. In addition, the metal phase of the dispersion solution is maintained, and the metal phase is finely organized. The dispersion of the polymer in aqueous solution is carried out by adding a thin film on the substrate and drying the thin film. The thin film, X-ray reflection measurement, transmission electron microscopy, and phase separation structure are all induced. In the middle of the process, differential thermal measurement, conductivity measurement, and evaluation of the state of the system. As a result, ZI's name is changed to ZI's name. In the above discussion, the structure of the film is organized.

项目成果

Development and functionalization of liquid-crystalline complexes transporting ionic species

传输离子物质的液晶复合物的开发和功能化

• 发表时间: 2015
• 作者: Taira Onuma;Junji Sakuda;Eiji Hosono;Masafumi Yoshio;Takahiro Ichikawa;Takuro Matsumoto;Hiroyuki Ohno;Haoshen Zhou and Takashi Kato
• 通讯作者: Haoshen Zhou and Takashi Kato

Design of bicontinuous cubic liquid-crystalline assemblies using ionic liquids as building block

使用离子液体作为构建块的双连续立方液晶组件的设计

• 发表时间: 2015
• 作者: Takahiro Ichikawa;Takuro Matsumoto;Akiyoshi Okafuji;Kanae Fujimura;Masafumi Yoshio;Takashi Kato and Hiroyuki Ohno
• 通讯作者: Takashi Kato and Hiroyuki Ohno

Design of self-organized soft materials changing their nanosegregated structures by the addition of acids or salts

通过添加酸或盐来改变其纳米偏析结构的自组织软材料的设计

• 发表时间: 2015
• 作者: Takuro Matsumoto;Takahiro Ichikawa;Takashi Kato and Hiroyuki Ohno
• 通讯作者: Takashi Kato and Hiroyuki Ohno