書籍

京都大学　 大学院工学研究科　 田中　一生　氏

【主旨】
「混ぜる」という技術は機能材料開発に非常に重要である。特にプラスチック開発では純物質で製品化している例はまれといっても過言ではなく、上手に「混ぜる」ことがよい機能を引き出すことにつながる。本テキストでは、有機と無機がナノスケールで混合したハイブリッド材料において、「混ぜ方」の思考法を説明する。まず、汎用的技術ということであまり大学でも教えないゾル－ゲル法について基礎をおさらいする。次に、かご型シルセスキオキサン(POSS)を用いた従来ハイブリッド化が困難であった素材の適用について説明する。テキストでは様々な機能材料を紹介するが、特に物性のトレードオフの解決について焦点を当てて説明していく。


【プログラム】
1.    有機-無機ハイブリッドの基礎から応用
　　1.    ゾル-ゲル法の条件設定
　　2.    ハイブリッド材料の同定
　　3.    マイクロウェーブによる迅速合成
　　4.    ハイブリッドの応用
　　　　1.    導電性ハイブリッド
　　　　2.    発光性ハイブリッド
　　　　3.    自動分解性ポリマーのハイブリッド
2.    ゾル-ゲル法を使わないハイブリッド材料化技術
　　1.    混合のみでハイブリッド化する分子
　　2.    POSSの基本物性
　　3.    POSSの合成法
　　4.    トレードオフの両立
　　　　　　・低屈折率化
　　　　　　・高屈折率化
　　5.    熱性メカノクロミズム発光
　　6.    耐熱性白色発光材料
　　7.    共役系高分子ハイブリッド
3.    ハイブリッド化が困難であった物質のハイブリッド化
　　1.    ポリウレタンの耐熱性向上
　　　　1.    発光色変化ゴム
　　　　2.    導電性変化ゴム
　　2.    ハイブリッド型イオン液体
　　　　　　・イオン液体用フィラー開発
　　3.    ソフトマテリアルのハイブリッド化
　　　　　　・MRI造影剤の高感度化
　　　　　　・ナノプラスチックセンサー
　　　　　　・トランス脂肪酸センサー

【キーワード】
有機－無機ハイブリッド材料、高分子、耐熱性、トレードオフ、フィラー、かご型シルセスキオキサン、POSS

【ポイント】
高分子のハイブリッド化は数十年前に確立された概念であるが、執筆者は設計に基づいて多様な機能を両立させることができるようになってきた。テキストではこれらの考え方を説明する。また、材料開発時における上手くいかない場合の対処についても触れていくが、これらは学会では話さないので、本テキスト独自のものである。

【習得できる知識】
・ゾルゲル法による複合材料の合成方法、同定法、機能材料例
・POSSを用いた材料設計手法、分子フィラーの設計の実例
・熱物性とのトレードオフの両立戦略
・屈折率材料、イオン液体、ポリウレタン、ソフトマテリアルの耐熱性向上
・発光性ハイブリッド材料