神戸大学、イオン液体を大量に含みながらも高い強靭性を示すゲルを開発

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神戸大学は11月8日、同大学院の研究グループが、イオンのみから構成される液体(イオン液体)を大量に含みながらも、強靭性の高いゲルを開発したと発表した。CO2分離膜や、二次電池の電解質などへの応用が期待できるという。

イオン液体を含むゲルはイオンゲルと呼ばれており、イオン液体を網目構造に保持させることで、大部分がイオン液体でありながら固体として振る舞う。イオンゲルは、不揮発性や高い熱的安定性などイオン液体由来の性質と優れたイオン液体保持性から、二次電池の電解質やガス分離膜への応用が期待されてきた。しかし、従来のイオンゲルは機械的強度が低いという欠点があり、高強度のイオンゲルの開発が求められていた。

今回の研究では、シリカ粒子から構成される無機のネットワークと、有機のポリマーネットワークが相互に絡み合った特殊なゲルネットワーク(無機/有機相互侵入網目構造)をイオン液体中に形成することで、イオンゲルの強度向上に成功した。相互侵入網目構造の中でも、特に硬い網目と柔らかい網目から構成されるものをダブルネットワーク構造と呼ぶが、無機/有機のダブルネットワーク構造によりゲルの高強度化を達成した事例は、世界初だという。

同研究チームによれば、開発したゲルは25MPa以上の圧力で押しても破断しないという。また、ゲルに含まれるイオン液体は、ほぼ揮発しないため長期的安定的に保存できるほか、高温真空下に長い時間晒しても性能を損なわず、高温場でも利用できるとしている。

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