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研究内容
- Keywords
機能性高分子・イオン伝導性材料・自己組織化・刺激応答性材料
機能性高分子材料
Glycidyl triazolyl polymer (GTP) is a versatile platform for preparing functional polymers. It can be synthesized from commercially available poly(epichlorohydrin) (PECH) through a catalyst‑free azide–alkyne cycloaddition reaction between glycidyl azide polymer (GAP) and an electron‑deficient alkyne ester. We have established a facile, efficient, and safe synthetic protocol for GTP. A variety of functional GTPs have been reported, including those exhibiting ionic conductivity, lower critical solution temperature behavior in water, liquid‑crystalline properties, and sticky hydrophobic surfaces.
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Taichi Ikeda. Gold nanowire mesh electrode for electromechanical device. Scientific Reports. 13 [1] (2023) 16669 10.1038/s41598-023-43960-8 Open Access
- Taichi Ikeda, Masafumi Yoshio. Fluorinated Glycidyl Triazolyl Polymers Exhibiting Thermally Stable Layered Structures and Sticky Hydrophobic Surfaces. ACS Applied Polymer Materials. 8 [4] (2026) 3023-3032 10.1021/acsapm.5c04519 Open Access
- Taichi Ikeda. Functional glycidyl triazolyl polymers exhibiting pH-controllable and time-dependent lower critical solution temperature. Polymer Chemistry. 17 [5] (2026) 518-526 10.1039/d5py01028d
口頭発表
- IKEDA, Taichi. Multi-Stimuli-Responsive Foldamers and Glycidyl Triazolyl Polymers. Pacifichem 2025. 2025
- 池田 太一. 銅触媒フリーグリシジルトリアゾリルポリマーの合成と解析. 第74回高分子討論会. 2025
- IKEDA, Taichi. Redox-Responsive Foldamer-Based Actuators: Amplification of Nanoscale Motions of Molecular Machines to Macroscopic Scale. 19th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry 2025 (ISMSC 2025). 2025
その他の文献
- 池田 太一. 二・三次元 電子・イオン伝導性材料. Kobunshi. (2021) 607-608
- 池田 太一. デザイン性の高い機能性ポリエーテルと 多価イオン液体. 化学工業. 73 [11] (2022) 685-691
- 池田 太一. デザイン性の高い機能性高分子の開発. MATERIAL STAGE. 25 [10] (2026) 74-77 Open Access
所属学会
日本化学会, 高分子学会, American Chemical Society
外部資金獲得履歴
- 科研費 基盤研究C (2025)
- 科研費 基盤研究C (2022)
- 科研費 基盤研究C (2018)
- 科研費 基盤研究C (2013)
- 科研費 若手研究B (2010)
- 科研費 若手研究B (2007)
高分子・バイオ材料研究センター
イオン伝導性高分子材料と分子機械の融合
高分子電解質，イオン伝導性材料，分子機械，フォルダマー，イオン液体
概要
高分子電解質は液漏れや発火リスクがない安全なイオン伝導性材料として蓄電材料、エレクトロクロミックディスプレイ、アクチュエータ、イオン交換樹脂など様々な応用先がある。イオン伝導度は材料の性能を決める重要な指標であり、その改善が課題となっている。我々は分岐構造の導入による分子間相互作用・ガラス転移温度の低下を利用したイオン伝導度改善を実証するために、側鎖に分岐構造を有するポリイオン液体、多価(主に4価)イオン液体の開発を行って来た。並行して分子機械を高分子網目に埋め込んだ新規アクチュエータ開発も行った。電気化学駆動による作動を実現するためにイオン伝導性材料と分子機械の融合を進めている。
新規性・独創性
● ポスト機能化法により複雑な側鎖構造を有する高分子量で高イオン伝導度を示す高分子電解質の合成を実現
● 材料の構造-物性相関を明らかにし、分岐側鎖の有効性を実証
● 分子量100万以上・無添加・無加湿・25ºC条件でイオン伝導度4×10−5 S cm−1を達成 (従来、同条件では3×10−5 S cm−1が限界)。
● 分岐テトラカチオンイオン液体は直鎖テトラカチオンイオン液体よりも低粘度・高イオン伝導度を示すことを実証
● 分子機械フォルダマーを高分子網目に導入することで35 gf cm−2の力発生を確認
内容
グリシジルアジドポリマーとアルキン化合物を銅触媒存在下で環化付加反応させることでグリシジルトリアゾリルポリマー(GTP)を合成することができる。我々はこれまでに50種類以上の様々な機能化GTPを新規開発してきた。最近は特にポリエーテル主鎖の柔軟性を生かしたイオン伝導性材料の開発に力を入れており、上記のような3分岐側鎖を有するカチオン性GTPは高いイオン伝導度を示した。4分岐テトラカチオンイオン液体も開発しており、多価イオンであるにもかかわらず低い粘度と高いイオン伝導度を実現している。分子機械を利用した新原理アクチュエータの開発も行っており、(電気)化学的酸化・還元刺激に応じて折りたたみ・伸びきり転移を示すフォルダマーを高分子網目に組み込むことでマクロスケールの変形を誘起することに成功した。
まとめ
機能性GTPにより様々な高分子量機能高分子を簡単に収率よく合成できることを実証した。電解質材料に関してはポリカチオンのみではなくポリアニオンの開発を行うとともに、さらなるイオン伝導度の向上と機械的特性の向上を行い、電子機能材料(電池材料、エレクトロクロミックデバイス、アクチュエータ)への応用を目指す。分子機械アクチュエータに関しては電気化学的駆動人工筋肉の実現を目指す。
