Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, 바카라 커뮤니티 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 불림) 나노 기술 연구 부서, Molecular Smart Systems Group, Tamaki Nobyuki, 연구 그룹, Masaru, Komura, Komura, Komura, Komura, Komura, Komura, komura, komura 단순히 상업적으로 이용 가능한 시약을 혼합하는 1 단계 합성 (한 냄비 반응) 일련의 다중 분자에 연결된 새로운 바카라 전해질 구조바카라 전해질 올리고머에 대한 새로운 제조 방법 개발되었습니다 오늘날 우리가 개발 한 바카라 전해질 올리고머는 다양한 액체 (물, 바카라 용매 등)를 생성하기 위해 소량의 소량으로 첨가 될 수 있습니다이온 액체) 굳어 질 수 있습니다gel물이나 기능에 용해되지 않음단일 벽 탄소 나노 튜브물에서 (이하 SWNT라고 함) 다기능으로 인해, 바카라 전해질 올리고머는 달성하기 어려운 조건 하의 두꺼비, 배터리, 커패시터 및 SWNT와 결합 된 새로운 탄소 구조 재료에 사용되는 겔 전해질과 같은 광범위한 응용 분야에서 사용될 수있다
또한,이 연구의 일부 내용은 폴리머 과학 협회의 제 56 차 연례 회의에서 발표 될 예정이며, 2007 년 5 월 29 일 화요일부터 5 월 31 일까지 교토 국제 회의에서 열릴 예정입니다
최근 몇 년 동안, 소프트 재료로서의 겔은 식품, 화장품, 산업 증점제와 같은 광범위한 분야에서 사용되어 왔으며 추가로 적용될 것으로 예상됩니다 대부분의 겔 재료는 한천 및 젤라틴과 같은 천연 중합체로 만든 하이드로 겔이지만 그 기능은 제한적입니다 예를 들어, 이들 겔은 산성 조건 하에서 분해되므로 적용 할 수있는 물의 산도는 제한적이다 또한, 겔 구조가 기계적 외부 힘에 의해 파손되면, 겔의 리턴 속도는 다시 젤 상태로 돌아온다 겔의 특성은 또한 용매의 고유 특성에 따라 크게 다릅니다 예를 들어, 기능성 용매로 알려진 이온 성 액체는 고유 한 전도도를 전해질로 결합하고 정상 온도 및 압력 하에서 액체의 특성을 조합하는 독특한 물질이다 이온 성 액체를 섭취함으로써, 이들은 전기 화학 장치에서 전해 (유사) 고체 전해질로 사용될 것으로 예상된다 그러나, 천연 겔 제는 이온 성 액체에 용해되지 않으며 이온 성 액체에 사용되지 않습니다
이러한 배경에 비해, 합성 겔의 개발은 천연 겔의 특성을 인위적으로 모방하고 그들의 기능을 향상시키기 위해 적극적으로 수행되고있다 그러나, 많은 기존의 합성 겔링 제는 여러 단계와 복잡한 분리 및 정제 작업이 필요하므로 질량 합성에 큰 문제가 발생하여 산업 응용 분야에 필수적입니다
AIST는 소프트 재료로서 겔을 적용하는 데 중점을 두 었으며 다양한 겔링제를 개발했습니다 분자가 수소 결합 및 정전기 상호 작용과 같이 비교적 약하게 상호 작용하는 기능적 그룹을 포함 할 때,이 분자는 조직체를 형성하고 주변 용매를 강화하기 위해 통합하고, 겔화의 일반적인 메커니즘이며, "자기 적립적"현상의 유형으로 생각되는 것으로 생각된다 우리는 수소 결합, π-π 상호 작용 및 분자 내의 정전기 상호 작용을 도입하고 물을 겔화하는 능력을 검사하는 "바카라 전해질 올리고머"의 합성을위한 간단한 방법을 개발하기 위해 노력해 왔습니다
이 연구 및 개발은 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관에 의해 "산업 기술 연구 보조금 프로젝트와 고성능 하이브리드 젤 (2006 년 1 월 ~ 2008 년 12 월)의"산업 기술 연구 보조금 및 고성능 하이브리드 젤의 개발 "의 지원으로 수행되었습니다
그림 1 전해질 겔링제로부터 제조 된 하이드로 겔 (농도 : 1 중량%) |
적절한 바카라 염기 (예 : 트리 에틸 아민과 같은)의 존재하에 바카라 용매에 반응하는 2 개의 저렴하게 시판되는 시약 (4- 아미노 피리딘 및 4- 클로로 메틸 벤조산 염화물)이 반응했을 때, 아미드 화 반응은 먼저 분자체 자기 대분자 반응에이어서 발생하여 바카라 전기 전기 반응을 가졌다 이 생성물은 특수 정제 방법을 사용하지 않고 반응 용매로부터 침전 된 분말을 단순히 여과함으로써 얻어졌다 분자량 측정은이 바카라 전해질 올리고머가 바카라 전해질 단위가 약 3-30 분자에 연결되는 올리고머임을 보여 주었다 생성 된 분말은 1 중량%의 농도로 물에 첨가되고, 가열 및 용해 된 다음 실온에서 방치하여 하이드로 겔을 쉽게 형성한다 (도 1) 젤라틴과 같은 기존의 천연 중합체 겔링 제는 산성 영역에서 하이드로 겔을 생성 할 수 없지만, 이번에 얻은 새로운 바카라 전해질 올리고머는 산성 수용액 (염산 및 인산 용액)을 겔화 할 수있다 힘이 제거되고 새로운 응용 프로그램이 가능합니다
그림 2 단일 벽 탄소 나노 튜브 (SWNT) 분산 하이드로 겔 |
그림 3 암모늄 기반 이온 겔 (오른쪽) 및 리튬 소금 추가 이온 겔 (왼쪽) |
SWNT는 최근 몇 년 동안 차세대 탄소 재료로 주목을 끌고 있습니다 그러나 SWNT는 용매에 불용성이기 때문에 솔루션 프로세스에 의해 처리하기가 어려웠습니다 우리의 합성 바카라 전해질 올리고머는 이들 SWNT의 분산제로서 구체적으로 작용하며, 단순히 물에 쉽게 분리하고 섞어서 분산 될 수있다 수성 SWNT 분산 용액을 사용하여 주조 또는 스핀 코팅으로 SWNT를 쉽게 얇게 할 수 있습니다 또한, 바카라 전해질 올리고머의 농도를 증가시킴으로써, SWNT가 분리되고 분산되는 하이드로 겔은 단독으로 생성 될 수있다 (도 2)
또한, 이번에 합성 된 바카라 전해질 올리고머의 음이온은 클로라이드 이온이며, 다양한 음이온으로 쉽게 전환 될 수있다 음이온을 변환함으로써 물뿐만 아니라 다양한 바카라 용매 및 이온 성 액체가 겔화 될 수 있음을 발견했다 (도 3) 이온 성 액체의 이온 전도도는 점도와 밀접한 관련이 있으며, 일반적으로 점도가 높을수록 이온 전도도가 낮다 그러나, 흥미로운 결과는 이번에 얻은 이온 겔의 이온 전도도가 점도의 현저한 증가에도 불구하고 거의 감소하지 않았다는 것이다
이런 식으로, 이번에 개발 된 "바카라 전해질 올리고머"는 합성하기 쉬운 특성을 가지고 있지만, 다양한 용매 (물, 바카라 용매, 이온 성 액체)를 겔화하는 능력을 갖춘 흥미로운 다기능 물질이기도하며 다양한 응용을 가질 수 있습니다
바카라 전해질 올리고머로부터 얻은 하이드로 겔 및 이온 겔을 구체적으로 적용하는 것을 목표로한다 예를 들어, 하이드로 겔의 경우, 산성 폐기물 액체를 처리하기위한 고형 화제 또는 고속 구조적 회복 특성을 사용하는 충격 흡수 장치로 사용될 수 있습니다 또한, SWNT를 분산시킬 수 있기 때문에, 우리는 SWNT의 분리 및 정제를위한 응용 프로그램 및 SWNT를 함유하는 구조적 재료로서 고려하고있다 또한, 이온 겔의 경우, 이온 전도도를 유지하는 관점에서, 우리는이를 전기 화학 장치 (예 : 염료 감작 태양 전지 및 전기 이중층 커패시터와 같은 전해 층)로 발전시키는 것을 목표로한다