波長選択的光透過機能をもつπ共役系ネットワーク高分子の開発

具有波长选择性透光功能的π共轭网络聚合物的研制

• 批准号: 22K14503
• 负责人: 杷野 菜奈美
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14503/
• 关键词: π共役ポリマー; 熱硬化性樹脂; ナノコンポジット; コンポジットフィルム; 光学フィルム

本研究では、π共役ネットワークポリマーフィルムの波長選択的光透過機能の制御を目的とし、添加物となる色素を使用せず、光学特性を有するπ共役分子を直接ポリマー骨格に組込む技術の開発を行うと同時にフィルム化する技術の確立を目指した研究開発を実施している。今年度は、フェノール系芳香族とアミン化合物の熱硬化反応を利用したπ共役ネットワークポリマー微粒子の合成およびジヒドロキシナフタレンの位置異性体を用いたポリマーフィルムの作製と光学特性評価を実施した。π共役系高分子の化学構造と発色メカニズムの解明を目的として、平面性のフェノール系芳香族とねじれ構造を有する非平面性のフェノール系芳香族を用いて粒子合成を行い、合成後の微粒子の光学特性を評価した。平面性または非平面性のフェノール系芳香族では、得られるポリマー微粒子の色の違いは顕著であり、平面性では黒色系、非平面性では黄白色系になることが確認された。また、これらの微粒子は、可視光領域ではそれぞれの色に相当する吸収があるが、いずれの微粒子も近赤外領域の光は選択的に反射することが明らかとなった。また、ジヒドロキシナフタレンの位置異性体を用いたポリマーフィルムの作製では、フィルム化前のモノマー溶液は、モノマー濃度や反応温度などの調製条件を変えることで異なる呈色を示すことが確認された。さらに、ヒドロキシ基が結合している位置の違いや溶媒の種類を変えることでも反応進行後の呈色が異なることから、π共役系高分子の化学構造が呈色に関係していることが示唆された。フィルム化後は劣化による色の変化は確認されず、各フィルムの透過率測定の結果、可視光領域での吸収波長の立ち上がり位置がそれぞれ異なり、波長透過領域の異なるπ共役ネットワークポリマーフィルムの作製に成功した。今年度は、これまでの研究成果に関して、国際学術会議で6件、国内学会で3件の発表を行った。

在这项研究中，我们的目标是控制π共轭网络聚合物薄膜的波长选择性光传输功能，并开发一种不使用添加剂染料而直接将具有光学性质的π共轭分子纳入聚合物骨架的技术。 ，我们正在进行旨在建立电影制作技术的研究和开发。今年，我们利用酚类芳族化合物和胺化合物的热固化反应合成了π-共轭网络聚合物颗粒，并利用二羟基萘的位置异构体制备了聚合物薄膜并评估了它们的光学性能。为了阐明π共轭聚合物的化学结构和着色机制，我们使用具有扭曲结构的平面酚醛芳族化合物和非平面酚醛芳族化合物进行了颗粒合成，并评估了光学性能。对于平面或非平面酚类芳族化合物，所得聚合物细颗粒的颜色差异显着，平面颗粒呈黑色，非平面颗粒呈黄白色。此外，虽然这些细颗粒在可见光区域中具有与每种颜色相对应的吸收，但是已经清楚所有细颗粒选择性地反射近红外区域中的光。此外，在使用二羟基萘的位置异构体制造聚合物膜时，已证实膜形成前的单体溶液根据单体浓度和反应温度等制备条件呈现不同的颜色。此外，反应进行后的着色根据羟基的键合位置和溶剂的种类而不同，这表明π共轭聚合物的化学结构与着色有关。成膜后，未观察到因劣化而发生的颜色变化，测定各膜的透过率的结果，可见光区域的吸收波长的上升位置不同，表明可以形成π共轭网络具有不同波长透射区域的聚合物薄膜取得了成功。今年以来，我们的研究成果已在国际学术会议上做了六次报告，在国内学术会议上做了三次报告。

项目成果

Introduction of ionic functional groups to spherical nanoparticles composed of aromatic network polymer

将离子官能团引入由芳香族网络聚合物组成的球形纳米颗粒中

• 发表时间: 2022
• 作者: Mai Fukunaga;Nanami Hano;Hirotaka Ihara;Makoto Takafuji
• 通讯作者: Makoto Takafuji

One pot preparation of colloidal spheres composed of aromatic network polymer

芳香网络聚合物胶体球的一锅法制备

• 发表时间: 2022
• 作者: Makoto Takafuji;Nanami Hano;Udai Oishi;Kosuke Nakamae;Mai Fukunaga;Haruka Kimura;Hirotaka Ihara
• 通讯作者: Hirotaka Ihara

芳香族ポリマー球状粒子を用いたSARS-CoV 2吸着材の開発化

使用芳香族聚合物球形颗粒开发 SARS-CoV 2 吸附剂

• 发表时间: 2022
• 作者: 大石 祐大;豊田 真子;杷野 菜奈美;本園 千尋;上野 貴将;高藤 誠
• 通讯作者: 高藤 誠

真球状カーボンナノ粒子の作製と構造評価

真球形碳纳米粒子的制备及结构评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 高藤 誠;木村 春香;杷野 菜奈美;伊原 博隆
• 通讯作者: 伊原 博隆

Nano-coating with carbon-Like, π-Conjugated Organic Layer onto Porous Silica Surface for Ultra-selective Adsorption

多孔二氧化硅表面具有类碳、π-共轭有机层的纳米涂层，用于超选择性吸附

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroki Noguchi;Nanami Hano;Yutaka Kuwahara;Shoji Nagaoka;Makoto Takafuji;Audrius S. Maruska;Hongdeng Qiu;Taisuke Hamai;Hirotaka Ihara
• 通讯作者: Hirotaka Ihara