日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター Japan Zeolite Association Academy Center, 358-5 Yamabuki-cho, Shinju-ku, Tokyo 162-0801, Japan
Zeolite 37(4): 107-114 (2020)
doi:10.20731/zeoraito.37.4.107

解説解説

液晶分子の自己組織化を利用したソフトなジャイロイド構造膜の創成Design of Gyroid Nanostructured Soft Polymer Films Based on Self-organization of Liquid-crystalline Monomers

東京農工大学Tokyo University of Agriculture and Technology ◇ 〒184–8588 東京都小金井市中町2–24–16

受理日:2020年9月10日Accepted: September 10, 2020
発行日:2020年10月15日Published: October 15, 2020
HTMLPDFEPUB3

ある種の両親媒性分子は自己組織化し精緻なナノ構造を形成する。特に,溶媒または熱の存在下において安定な相として周期ナノ構造を形成するものは液晶として分類されている。液晶が形成するナノ構造は,動的であるため,多量の溶媒や過剰の熱の印加により崩れてしまう。これらの液晶が形成するナノ構造を固定化して利用する手法として,液晶分子に重合性官能基を導入し(=液晶性のモノマーを設計し),自己組織化した状態でin situ重合する手法が研究されてきた。本稿では,この手法をもととして我々が近年開発したソフトなジャイロイド構造膜の設計と機能について解説する。これまで我々は,双性イオン型(Zwitterion)骨格を有する液晶分子の設計について精力的に研究を進めてきた。この分子は,ある種の酸の存在下においてジャイロイド構造を形成する。この液晶性Zwitterionの分子設計に重合基を導入したものを開発することで,液晶が作るジャイロイド構造を高分子膜化することができた。得られるジャイロイド構造膜は含水状態において極めて高いイオン伝導度(9.9×10−2 S cm−1)を示した。この結果に関して,我々が解明してきた構造解析結果や機能評価についても概説する。

Liquid crystals are a class of self-organizing materials. They spontaneously form a variety of nanostructures depending on their molecular shape, interaction, and volume balance between their polar/non-polar moieties. There has been an increasing attention on the use of liquid crystals for creating well-nanostructured polymer films. In particular, the design of liquid-crystalline monomer, their self-organization, and subsequent in situ polymerization lead to the formation of self-standing soft polymer films preserving the liquid-crystalline nanostructures. To date, we have succeeded in developing gyroid nanostructured polymer films based on this strategy. Our molecular design is to use a zwitterion as a head group of amphiphiles. An advantage of our design is that the self-organization behavior of these amphiphilic zwitterions can be widely controlled by the addition of acids. Recently, we have designed a new amphiphilic zwitterion monomer by introducing two diene groups. Through in situ polymerization of the zwitterion monomer, a gyroid nanostructured polymer film has been successfully obtained. The polymer film shows quite high ionic conductivity of 9.9×10−2 S cm−1 under water uptake conditions. The detailed nanostructure in the film has been examined by synchrotron X-ray diffraction measurements. The structure-function relationships are discussed in this article.

キーワード:液晶;ジャイロイド;自己組織化;プロトン伝導

Key words: liquid crystal; gyroid; self-organization; proton conduction

This page was created on 2020-10-12T14:32:47.108+09:00
This page was last modified on


このサイトは(株)国際文献社によって運用されています。