Changes in Aggregation of Polyimides with Microporosity under High Temerature & Pressure

主たる研究実績として，トレガーズ塩基（TB）と呼ばれる特徴的な構造を有する固有微細多孔性ポリイミド（PIM-PI）とその共重合体を新たに合成し，その屈折率の偏光依存性と波長依存性を利用して，これらのポリマーの自由体積分率（分子パッキング係数）および分子鎖の配向異方性を明らかにした．また，誘電率や線熱膨張挙動，面外熱拡散率など自由体積分率と分子鎖配向に関連する物性を定量的に調査し，PIM-PI関連ポリマー群の特性付けを行った。結果として，可視域における高い透明性，低い平均屈折率，低～中程度の複屈折に加え，極めて低い熱伝導係数を示した。また，自由体積分率（Vf）を0.183-0.228の範囲で決定し，それぞれの化学構造と関連づけた。これらの物性は，PIM-PI群が大きな自由体積分率を有することと符合しており，その低い屈折率は近年，要求が高まっている高周波（5G規格）での低誘電率・低誘電正接の絶縁材料としての期待が持たれる。これらの物性は，太陽熱遮断フィルム，断熱テープ，遮熱コーティングなどの潜在的用途にも好適である。加えて，TB構造を有するPIM-PI群とその基本構造である半脂環式イミド化合物が，室温での燐光発光（室温燐光）を示すことを初めて明らかにした。これは重ハロゲン元素や金属元素を含まないイミド化合物における初めての例である。さらに，結晶性イミド化合物の結晶構造解析，温度可変や圧力可変の蛍光・燐光スペクトル，温度可変の発光寿命測定などにより，結晶中での比較的空隙の多い凝集状態および強い分子間相互作用が、イミドモデル化合物の室温燐光を誘起すること，そして剛直な構造の導入による局所的な分子運動の抑制が材料設計の鍵であることを明らかにした。これらの知見は，新規発光材料としてのPIM-PI群の分子設計指針の構築に有用である。

主たる研究実績として，トレガーズ塩基（TB）と呼ばれる特徴的な構造を有する固有微細多孔性ポリイミド（PIM-PI）とその共重合体を新たに合成し，その屈折率の偏光依存性と波長依存性を利用して，これらのポリマーの自由体積分率（分子パッキング係数）および分子鎖の配向異方性を明らかにした．また，誘電率や線熱膨張挙動，面外熱拡散率など自由体積分率と分子鎖配向に関連する物性を定量的に調査し，PIM-PI関連ポリマー群の特性付けを行った。結果として，可視域における高い透明性，低い平均屈折率，低～中程度の複屈折に加え，極めて低い熱伝導係数を示した。また，自由体積分率（Vf）を0.183-0.228の範囲で決定し，それぞれの化学構造と関連づけた。これらの物性は，PIM-PI群が大きな自由体積分率を有することと符合しており，その低い屈折率は近年，要求が高まっている高周波（5G規格）での低誘電率・低誘電正接の絶縁材料としての期待が持たれる。これらの物性は，太陽熱遮断フィルム，断熱テープ，遮熱コーティングなどの潜在的用途にも好適である。加えて，TB構造を有するPIM-PI群とその基本構造である半脂環式イミド化合物が，室温での燐光発光（室温燐光）を示すことを初めて明らかにした。これは重ハロゲン元素や金属元素を含まないイミド化合物における初めての例である。さらに，結晶性イミド化合物の結晶構造解析，温度可変や圧力可変の蛍光・燐光スペクトル，温度可変の発光寿命測定などにより，結晶中での比較的空隙の多い凝集状態および強い分子間相互作用が、イミドモデル化合物の室温燐光を誘起すること，そして剛直な構造の導入による局所的な分子運動の抑制が材料設計の鍵であることを明らかにした。これらの知見は，新規発光材料としてのPIM-PI群の分子設計指針の構築に有用である。