Fabrication of functionally graded organic-inorganic nanocomposites for high refractive index

高折射率功能梯度有机-无机纳米复合材料的制备

基本信息

批准号：
20K21132
负责人：
伊原博隆
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Okinawa National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本提案は、太陽電池や人工照明、ディスプレイ、光学レンズ等様々な分野において必要不可欠な透明光学材料であり、無機ガラスに替わる軽量で割れにくく、成型プロセスに優れる有機・無機ナノ粒子ハイブリッド系材料からなる高屈折率・透明材料の開発を目指す研究である。本年度は、ポリマーシートとして透明度が高く、高屈折率を実現し、さらには屈折率の傾斜化を促進するための手法として、これまでの研究で明らかになってきたN-(2-ヒドロキシエチル）アクリルアミド(Hm)およびそのポリマーpoly(Hm)のヘテロポリ酸に対する高い親和性に着目して、新たにトリス（ヒドロキシメチル）メタクリルアミド(Tm)を採用した。さらには、コモノマーとしてアクリルアミド(Hm)を採用し、具体的には、copoly(Hm-Am)とcopoly(Hm-Tm)を作製し、ヘテロポリ酸との複合化を実施した。結果として、Am単独のポリマーpoly(Am)はヘテロポリ酸の複合化可能量はかなり小さくなったが、AmをコモノマーとしてHmやTmと複合化させることにより、光学材料として重要な特性の一つである透明性において、高屈折率を実現しつつ、透明性を増大させることが可能となった。このことは、poly(Am)とpoly(Hm)およびpoly(Tm)がミクロ相分離構造を形成している可能性が示唆された。なお、本年度は、民間企業との共同研究の下に、実用化を目指した光重合系による高屈折率な透明ポリマーシートの作製についても合わせて調査した。

该提案是太阳能电池、人工照明、显示器、光学透镜等各个领域不可或缺的透明光学材料。它是无机玻璃的轻质、不易破碎的替代品，是一种有机/无机纳米粒子混合材料，具有优异的性能。本研究旨在开发具有高折射率的透明材料。今年，我们将重点关注使用先前研究中揭示的N-(2-羟乙基)作为聚合物片材实现高透明度和高折射率的方法，此外，还可以促进折射率的梯度针对丙烯酰胺（Hm）及其聚合物聚（Hm）对杂多酸的高亲和力，我们新采用了三（羟甲基）甲基丙烯酰胺（Tm）。此外，采用丙烯酰胺(Hm)作为共聚单体，具体地，制备共聚(Hm-Am)和共聚(Hm-Tm)并与杂多酸络合。因此，可以与仅由Am制成的聚合物聚(Am)复合的杂多酸的量相当小，但是通过将Am与Hm或Tm作为共聚单体组合，可以实现重要的功能之一作为光学材料的特性，在一定程度的透明度下，可以在实现高折射率的同时提高透明度。这表明聚(Am)、聚(Hm)和聚(Tm)可能形成微相分离结构。今年，我们还与私营公司合作，研究了使用光聚合系统生产高折射率透明聚合物片材，以实现实际应用。