超分子による分子間結合を用いた機能性材料の設計・開発と社会実装

電子デバイスや電気自動車、医療機器・器具、産業用素材、社会インフラ、生活周辺製品などの各分野で技術革新が進むなか、これらの機能付加・性能向上 (5G/6G、IoT化、SDGsへの対応等々) に際して、それを支える高分子素材 (ポリマー素材) の性能向上は全人類的急務である。具体的には、高強度、高靭性、高耐久性、高追従性、高復元性 (形状記憶性) 、自己修復性、外部刺激応答性など、高分子素材にはさらなる性能向上や抜本的な新機能付与が求められている。 　これらの要求性能を満たすには、旧来にはない分子設計・材料設計が必要であり、高分子鎖ネットワークへの可逆性架橋/可動性架橋の導入といったアプローチ (分子間相互作用による架橋・結合) が盛んに試みられている。近年、基盤学術レベルでは、力学特性向上のほか、自己修復性や選択的接着、異種材料接合、刺激応答性といった、これまでにない機能が多く実現されてきている。 　本講演では、分子間結合 (超分子架橋) を駆使した高分子材料の近年の動向に触れつつ、学術的な基盤から具体的な産業界への応用展開 (汎用材料への添加剤としての超分子) まで、俯瞰的に超分子材料の知識・ノウハウを習得することを目的とする。

1. 高分子の新材料について
   1. 序 〜 超分子科学による新しい高分子材料へのアプローチ
   2. 可逆性架橋・可動性架橋構造を有する高分子材料
   3. 自己修復材料概観
      1. マイクロカプセルを用いた自己修復性材料
      2. 光等の刺激を利用した自己修復性材料
2. 共有結合型の新高分子材料
   1. 重合反応とその制御
   2. 精密重合高分子による材料
3. 可逆的な化学結合を用いた自己修復性高分子材料
   1. Deals-Alder反応を用いた自己修復性材料
   2. 水素結合を用いた自己修復性材料
   3. 金属配位を用いた自己修復性材料
   4. 動的共有結合を用いた自己修復材料
4. 超分子材料 〜 非共有結合による高分子ネットワーク
   1. ホストゲスト架橋の複合ネットワーク化
   2. 異種材料との複合化
5. 分子間相互作用を利用した材料間接着
   1. 分子間力にて設計された接着技術
   2. 異種材料間の接着
6. ホスト-ゲスト相互作用による強靭材料・自己修復性材料
   1. 序 〜 ホスト-ゲスト分子間力を用いた巨視的な材料の自己組織化
   2. ホスト-ゲスト相互作用を用いた自己修復材料の材料設計
   3. ホストポリマーとゲストポリマーを用いた自己修復材料
   4. ホスト-ゲストポリマーによる自己修復性機能
   5. 犠牲結合が拓く力学特性
   6. ゲルからバルク材料へ 〜 あらゆるポリマーへの展開
   7. 架橋点が自由に動く材料の力学特性
7. 超分子材料研究の機能化最前線
   1. 超分子によるハイブリッド材料化
   2. 刺激応答性素材
   3. 超分子添加剤 〜 汎用材料への技術展開
8. 産業界へ 〜 超分子材料の事業化
   1. 新規事業として社会実装へ
   2. 自己修復材料の市場ニーズ
9. 超分子材料の開発 〜 モノマー合成から超分子材料製品ができるまで
   1. ホスト、ゲスト分子の量産化
   2. 強くて乾かない自己修復性ゲル「ウィザードゲル」の開発
   3. 強度の飛躍的向上 〜 「ウィザードエラストマー」の開発
   4. 使用環境への配慮 〜 無毒劇物化・疎水化
10. 超分子の材料設計の効能をあらゆる材料へ
    1. 汎用樹脂を性能向上できるポリマー添加剤・機能化剤の開発
    2. 超分子材料のニーズと取り組むべき方向性
    3. 今後の展望
• 質疑応答