【研究分野】生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

【研究領域課題番号】16K05521 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高分子 / 液体 / 高圧力 / 溶融体 / 空隙 / 液体分離 / 多孔体 / 多孔性物質 / 共結晶 / 枯渇相互作用 / インターカレーション / 吸蔵 / 吸着 / 化学物理 / 高分子構造・物性 / 複合材料・物性 / ナノ材料 / Ｘ線回折

【研究成果の概要】

高分子P4MP1 [isotactic poly(4-methyl-1- pentene)]は、日本の企業がシェアを占める高分子(ポリオレフィン)の一種で、近年では食品ラップや容器の材料としても目にする機会が多い。我々は、このP4MP1を加熱して融かした状態が、多孔性液体としての特性を示すことを見出した。加圧に際し、溶融高分子中の空隙は収縮するが、減圧に伴い元に戻る。これは既存の"多孔性液体"には無い特性である。
また、P4MP1のフィルムについて、アルカンなど、種類の異なる油同士の分離能があることを見出し、この現象を朝倉大沢理論を用いて説明した。

【研究の社会的意義】

近年、液体状態で多孔性を維持する物質をデザイン・合成することが世界的に行われている。本研究で我々は、溶融P4MP1が多孔性液体としての特徴を有することを見出した。この高分子溶融体において、嵩高い枝分かれ状の構造に起因した細孔は、減圧に伴い細孔サイズが回復する。これは、これまでの"多孔性液体"には見られない特性であり学術的に意義深く、応用にも役立つ可能性がある。
また、P4MP1固体フィルムが油同士の分離能を有する事を初めて見出し、この分子選択性に統計力学的立場から説明を行った。この知見は石油を始めとする液体分離分野に役立つだけでなく、分子認識に関するごく基礎的な知見としても学術的意義がある。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)