イオン液体とコロイド微粒子を用いた機能材料の創製

使用离子液体和胶体颗粒创建功能材料

• 批准号: 08J02437
• 负责人: 上野 和英
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J02437/
• 关键词: イオン液体; コロイド; ゲル; 構造色; 固体電解質; レオロジー

本研究では、新規イオン液体-コロイド粒子ハイブリッドを光学素子、電解質という二種類の機能性材料として展開し、各分野の発展に貢献する材料開発と設計指針の提案を目的としてきた。機能性光学素子としては、これまで困難であった角度依存性の無い構造色材料をイオン液体中で形成されるコロイドガラスを応用することで容易に作製することに成功した。更に角度依存性の無い光学特性について、そのメカニズムの詳細を反射・透過スペクトルなどの光学的測定、及びイオン液体中におけるその場TEM観察とそのTEM画像の二次元フーリエ変換を用いた粒子配列構造の解析を行い、コロイド粒子の配列構造と特異な光学特性との相関性を明らかにした。また、分散コロイドとして温度応答性コロイド粒子を用いる事で、温度によって着色・消色を制御することを可能とした。機能性電解質としては、少量のシリカナノ粒子を添加することでイオン液体を擬固体化できることを見出した。この固体電解質は液体状態と同等の非常に高いイオン伝導性を示し、更に擬塑性流体的な流動特性を示すことが分かった。これらの結果はイオン液体電解質の簡便な固体化と高イオン伝導の両立だけでなく、印刷技術を用いた各種電池作製が可能である点から非常に重要な結果である。更に、イオン液体-コロイド分散系のレオロジー測定を系統的に行った結果から、それぞれ異なるイオン液体中で特異的なレオロジー応答(shear thinning, shear thickening)が得られることを見出した。また、表面力測定および共振ずり測定によりイオン液体-シリカ表面におけるイオン液体分子のレイヤー構造形成とナノ空間中での粘性増大(10～1000倍程度)を明らかにした。以上の結果より、本研究を通して研究課題であった機能材料の創製のみならず、イオン液体-コロイド界面の基礎的知見も得ることが出来た。

This study aims to propose new design guidelines for the development and contribution of two types of functional materials, i.e., optical elements and electrolytes, to the development of new liquid-based particles. Functional optical elements are difficult to form and easy to control in liquids. In addition, angle-dependent optical properties, such as detailed reflection, transmission, optical measurement, and TEM observation of fields in liquids, and TEM images of two-dimensional images, analysis of particle alignment structures, and correlation between particle alignment structures and specific optical properties, are also discussed. For example, if the temperature of the dispersion is too high, the color of the particles will be too low. Functional electrolytes are added in small amounts to form liquid solids. The solid electrolyte has very high conductivity in liquid state and flow characteristics of pseudoplastic fluid. The result is that liquid electrolytes are easy to solidify, high in conductivity and high in printing technology, and various battery operations are possible. In addition, the results of the measurement of the dispersion system of the liquid and the liquid are shown as shear thinning, shear thickening. Surface force measurement and resonance measurement The viscosity of liquid molecules increases (10 to 1000 times) in the space due to the formation of liquid molecules on the surface. The above results, this study through the research topic of the creation of functional materials, liquid-crystal interface of the basic knowledge to achieve

项目成果

イオン液体中におけるコロイド安定性

离子液体中的胶体稳定性

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Watanabe;K. Ueki;Masayoshi Watanabe;小久保尚;安田友洋;上木岳士;李承烈;稲葉彩;今泉暁;沖村有紀子;田村咲季;古屋光教;望月まゆ;青木大祐;新妻和幸;山口鮎子;佐野裕大;小川篤;吉田和生;Tomohiro Yasuda;Kaoru Dokko;Masayoshi Watanabe;Kazuhide Ueno;Masayoshi Watanabe;Masayoshi Watanabe;Masayoshi Watanabe;Kazuhide Ueno;Satoru Imaizumi;上野和英
• 通讯作者: 上野和英

化学レビュー15材料化学-イオン液体の魅力的な特性

化学评论 15 材料化学 - 离子液体的有吸引力的特性

• 发表时间: 2009
• 期刊: 化学 64
• 作者: 上野和英;渡邉正義
• 通讯作者: 渡邉正義

高分子修飾コロイド微粒子の自己集合を利用したイオンゲルの創製と特性

利用聚合物改性胶体颗粒自组装的离子凝胶的制备和性能

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Watanabe;K. Ueki;Masayoshi Watanabe;小久保尚;安田友洋;上木岳士;李承烈;稲葉彩;今泉暁;沖村有紀子;田村咲季;古屋光教;望月まゆ;青木大祐;新妻和幸;山口鮎子;佐野裕大;小川篤;吉田和生;Tomohiro Yasuda;Kaoru Dokko;Masayoshi Watanabe;Kazuhide Ueno;Masayoshi Watanabe;Masayoshi Watanabe;Masayoshi Watanabe;Kazuhide Ueno;Satoru Imaizumi;上野和英;上野和英;上野和英
• 通讯作者: 上野和英

Colloidal Interaction in Ionic Liquids : Effects of Ionic Structure and Surface Chemistry on Rheology of Silica Colloidal Dispersions

离子液体中的胶体相互作用：离子结构和表面化学对二氧化硅胶体分散体流变学的影响

• 发表时间: 2009
• 期刊: Langmuir 25(2)
• 作者: K. Ueno;S. Imaizumi;K. Hata;M. Watanabe
• 通讯作者: M. Watanabe

Thermosensitive Self-assembly of Diblock Copolymers with Lower Critical Micellization Temperatures in an Ionic Liquid

离子液体中具有较低临界胶束化温度的二嵌段共聚物的热敏自组装

• 发表时间: 2009
• 期刊: Macromolecules 42
• 作者: S.Tamura;T.Ueki;K.Ueno;K.Kodama;M.Watanabe
• 通讯作者: M.Watanabe