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 柿本研究室では、縮合系高分子、さらにその中でも多分岐高分子の合成を得意としており、その合成技術を生かして、これまでにない機能性材料の開発に取り組んでいます。最近ではこれらの高分子を原料とした新規炭素材料の開発、新規材料を用いた固体触媒反応など、幅広い応用にも取り組んでいます。所属する学生の皆さんは、分子設計、高分子合成、高分子を原料とした材料合成、材料の機能解析までを横断的に取り組み、実践を通して有機材料工学のエッセンスを「広く、深く」学びます。



多分岐高分子:ハイパーブランチポリマー


 分子が鎖状につながった高分子の中には、分岐構造を数多く有する「多分岐高分子」があり,従来の直鎖状高分子とは全く異なる特徴を生かして、新規機能性材料を開発できます。例えばリニアポリマーに少量のハイパーブランチポリ・}ーをブレンドすることで、ガラス転移点や粘度などが劇的に変化する可能性があります。またハイパーブランチポリマーに多数存在する末端に、触媒として作用する官能基を導入することで、環境負荷の少ない新しい固体触媒の開発に繋がります。
参考文献
Seino, M.; Yokomachi, K.; Hayakawa, T.; Kikuchi, R.; Kakimoto, M.; Horiuchi, S.
Preparation of poly(N-isopropylacrylamide) grafted silica bead using hyperbranched polysiloxysilane as polymer brush and application to temperature-responsive HPLC
Polymer 2006, 47, 1946.

Guo, M.; Yan, X.; Kwon, Y.; Hayakawa, T; Kakimoto, M.; Goodson, T.
High Frequency Dielectric Response in a Branched Phthalocyanine
J. Am. Chem. Soc. 2006, 128(46), 14820.
*Corraborate with Prof. Goodson, Theodore, III (The University of Michigan)

Seino, M.; Hayakawa, T.; Ishida, Y.; Kakimoto, M.
Synthesis and Characterization of Crystalline Hyperbranched Polysiloxysilane with POSS Groups at the Terminal Position
Macromolecules 2006, 39, 8892.



炭素とポリマーのハイブリッドによる固体触媒の開拓


 現在アルコールなどの炭化水素類の酸化反応には、高価な貴金属や有害な遷移金属が多く使われています。私達の研究室では炭素材料を利用した触媒によって、遷移金属触媒を代替する研究や、炭素材料の触媒活性をハイパーブランチポリマーを利用して向上させる研究に取り組んでいます。遷移金属の機能を、炭素や水素などのありふれた元素から成る“有機材料”で代替する挑戦は、まさに「現代の錬金術」といえます。

参考文献
Yuta Nabae, Jie Liang, Xuhui Huang, Teruaki Hayakawa, Masa-aki Kakimoto.
Sulfonic acid functionalized hyperbranched poly(ether sulfone) as a solid acid catalyst,
Green Chemistry, Vol. 16, pp. 3596-3602, 2014.

Synthesis and characterization of hyperbranched aromatic poly(ether ketone)s functionalized with carboxylic acid terminal groups
Ying Shi, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa, Hirokazu Kobayashi, Mizuho Yabushita, Atsushi Fukuoka, Masa-aki Kakimoto
Polymer Journal 46, 722-727

Yuta Nabae, Masatomo Mikuni, Teruaki Hayakawa, Masa-aki Kakimoto.
Synthesis of TEMPO functionalized polyimides by A2+B3 polymerization, Journal of Photopolymer Science and Technology,
Vol. 27, pp. 139-144, 2014.


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