ナノ相分離構造を有するイオン機能性材料の構築

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有機塩の中には常温において溶融状態で存在するものが存在し、そのような塩をイオン液体と言う。イオン液体は、難揮発性・難燃性・高イオン伝導性といった優れた特徴を有しており、次世代電池電解質などへの応用が期待されている。イミダゾリウム塩・アンモニウム塩などがイオン液体を形成する代表的な有機塩である。これらの有機塩を適切に分子修飾することで、様々な液晶性イオン液体が報告されている。これらの液晶性イオン液体は、分子の集合構造に由来したイオン伝導挙動を示す新しい材料となることが報告されてきた。本研究では、様々な液晶性イオン液体の中でも、双連続キュービック相を発現する液晶性イオン液体に着目した。双連続キュービック相は三次元的なチャンネル構造を有する液晶相であり、そのチャンネルの機能化は非常に興味深い。重合性骨格を導入した双連続キュービック液晶を開発し、液晶状態で光重合をおこなうことで、3次元的なイオン性ナノチャンネルを有するポリマーフィルムをえることができた。このポリマーフィルムについてイオン伝導度の測定を行ったところ、三次元的なチャンネルは良好なイオン伝導パスとして機能することが明らかとなった。今後、このナノチャンネルを有するポリマー材料は次世代の分離膜材料などへの応用が期待される。