超多官能ナノ粒子からのイオン導電性・電場応答性ハイブリッドの創製

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本研究課題では、シリカやナノカーボン粒子表面へグラフトした超多分岐ポリホスファゼン末端や多分岐ポリスチレンヘスルホ基を導入することにより、超多官能性ナノ粒子の創製を試みること、およびスルホ基導入ナノ粒子と各種ハイドロゲルとの複合体を創製し、その電場応答性(アクチュエーター機能)を究明することを目的とした。その結果、シリカやナノカーボン粒子表面へ導入したカルボキシル基を核として、2, 2'-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(BMPA)の自己縮合反応を繰り返すことにより、粒子表面へ超多分岐ポリエステルがグラフトできることを見出した。また、カルボキシル基を導入したシリカナノ粒子へのBMPAの一括添加と分割添加が超多分岐ポリエステルのグラフト率に及ぼす影響について検討した。また、シリカやナノカーボン粒子表面へ導入したアミノ基へヘキサクロロトリホスファゼンとヘキサメチレンジアミンとを交互に反応させることによる、粒子表面への超多分岐ポリホスファゼンのグラフト化手法を確立した。さらに、ポリホスファゼンは耐熱性を持つことが知られているので、シリカナノ粒子表面のグラフト鎖の耐熱性について、超多分岐ポリアミドアミンやポリエステルのそれと比較検討した。ついで、シリカナノ粒子表面へ導入したアゾ基を開始剤に用いて、スチレンとパーオキシド基含有モノマとのラジカルグラフト重合を行い、粒子表面へペルオキシ基含有ポリマーをグラフトした。ついで、この様な、ポリマーグラフトシリカの存在下において、スチレンの二次グラフト重合を行うことにより、粒子表面への多分岐ポリスチレンのグラフト化に成功した。さらに、グラフト鎖のベンゼン環をスルホ化することにより、グラフト鎖にイオン導電性を付与できることが分かった。現在、ここで得られたスルホ基導入ナノ粒子と各種ハイドロゲルとの複合体を創製し、その電場応答性(アクチュエーター機能)について検討を進めている。