高分子多孔質材料の構造設計とその応用

第1部 高分子多孔質材料の設計と構造解析

(2020年10月14日 10:30〜12:10)

　高分子多孔質材料は、セパレーター・分離膜・医療用品など付加価値の高い基幹部材として安心・快適な社会の実現に貢献しています。多孔質材料は、軽量・緩衝・保水・分離・防護・断熱を始めとする多彩な性能を発揮し、幅広い産業分野で効能が期待できるのが大きな魅力です。素材・形状・多孔質構造の違いに応じて異なる製造法が用いられ、多くの素材・技術が共存・共栄できる多様性に富んだ材料分野です。社会ニーズに向かって各社が独自の視点で材料開発に取り組むことで、新規事業への展開が大いに期待できます。特に簡便・低コストで適用範囲が広い相分離技術は工業利用に適した多孔化技術です。 　本講演は、工業用高分子を原料に使える、相分離を用いた新しい多孔化技術を紹介します。また、多孔質構造を解析するためのさまざまな計測手法とその使い分けのポイントを解説します。講演者の進めている材料インフォマティクスを活用した取り組みを紹介し、高分子多孔体の最新動向と将来展望について解説します。

1. 多孔質材料のバリエーション
2. 多彩な性能と期待される用途
3. 素材・形状・構造に応じた多孔化技術のバリエーション
4. 相分離を利用した多孔化技術
5. 多孔質構造を作るための具体的ポイント
6. 最新のナノ多孔化技術 (1) 急速凍結ナノ結晶化法
7. 基本原理と細孔径制御のポイント
8. 微多孔シートや多孔質繊維の作り方
9. 最新のナノ多孔化技術 (2) 物理ゲル前駆体法
10. 耐熱性に優れたエンジニアリングプラスチックのナノ多孔体
11. 多孔質構造の安定性
12. ナノ多孔体の応用展開
13. 多孔質微粒子の新しい作製手法
14. X線CTを用いた多孔質構造可視化の最前線
15. 定量的指標を用いた多孔質構造の表現方法
16. マテリアルズ・インフォマティクスを活用した取り組み
17. 製造法・構造・特性・性能をつなぐ材料インテグレーションと多孔体開発
18. 高分子多孔体の最新動向と将来展望
• 質疑応答

第2部 多孔性配位高分子のマルチスケール構造設計

(2020年10月14日 13:00〜14:40)

　多孔性材料は吸着・吸蔵材といった直接的に空孔が機能を担う用途以外、触媒の担持体など反応場としても利用される。本講座ではナノメートルからミリメートルの各空孔が担う機能を学び、各用途への材料設計に活かす知識を習得する。

1. マルチスケール空孔設計
   1. 本講演の全体像
   2. マルチスケール空孔設計の必要性
   3. 空孔の種類とその概要
   4. 空孔測定方法の概要
2. マイクロ孔
   1. マイクロ孔とは
   2. マイクロ孔の機能
   3. マイクロ孔の設計
   4. マイクロ孔の測定方法
3. メソ孔
   1. メソ孔とは
   2. メソ孔の機能
   3. メソ孔の設計
   4. メソ孔の測定方法
4. マクロ孔
   1. マクロ孔とは
   2. マクロ孔の機能
   3. マクロ孔の設計
   4. マクロ孔の測定方法
5. 応用事例
   1. 吸着材
   2. 吸蔵材
   3. 触媒
• 質疑応答

第3部 高分子モノリスの合成と複合化

(2020年10月14日 14:50〜16:30)

　様々な工業分野で利用される多孔体に関する基礎技術を概術した上で、相分離による高分子ナノ多孔体の特徴と応用例を紹介する。

1. 多孔体、多孔膜の基礎
   1. 多孔体 (発泡体) の製造と用途
   2. ナノ多孔体 (モノリス) の製造と用途
2. 相分離による高分子モノリスの合成と複合化
   1. 高分子溶液の相分離を利用するモノリス合成の基礎
   2. メタクリル樹脂
   3. ポリアクリロニトリル
   4. ポリビニルアルコール
   5. ポリ (γ – グルタミン酸)
   6. ポリオレフィン
   7. 微生物ポリエステル
   8. 機能粒子との複合化技術
   9. 活性炭モノリス、金属モノリスへの変換技術
   10. 相分離を利用する高分子表面の表面加工技術
3. 高分子モノリスの応用
   1. バイオ用途 (分離・精製)
   2. 環境用途
   3. 電池用途
• 質疑応答