【プログラム】

　次世代材料の最有力候補として、ケイ素と酸素を骨格とするシロキサン類が注目を集めています。中でも、ケイ素に一つの炭素と３つの酸素が結合した骨格を持つシルセスキオキサンは、耐熱性、耐寒性、柔軟性、撥水性、低誘電率、気体透過性など、他の材料を凌駕する物性を有し、現在盛んに研究が行われています。
　本講座では、基礎編として、シルセスキオキサンの構造、ケイ素の元素特性、資源、合成法、構造、物性をわかりやすくまとめます。バックグラウンドとして、有機化学、無機化学、高分子化学、材料科学など様々なご経歴の皆様にも、理解しやすく説明をいたします。

１． シルセスキオキサンとは？
　1-1　シルセスキオキサンとは　
　1-2　ケイ素について
　1-3　シルセスキオキサンのまとめ

２．シルセスキオキサンはどう合成する？
　2-1　ケイ素化合物合成法
　2-2　カゴ型シルセスキオキサン

３．シルセスキオキサンの新しい合成法とは？
　3-1　シラノールとは？
　3-2　ラダーシロキサン

４．シルセスキオキサンの物性と応用
　4-1　シルセスキオキサンの卓越した物性
　4-2　シルセスキオキサンの応用例
　4-3　シルセスキオキサンの将来像

５．最近の結果から

【プログラム】

　有機と無機成分をナノスケールで混合すると耐熱性に優れたハイブリッド材料が得られる。一般的にはゾルゲル法により作製してきたが、かご型シルセスキオキサン(POSS)を用いると混合のみで簡便にハイブリッド化が可能となる。さらに従来はハイブリッド化が困難であった物質にも適用可能となる。本講義では様々な機能材料を紹介するが、特に物性のトレードオフの両立が達成された例について説明する。

１．有機−無機ハイブリッドの基礎から応用
　　1.1 ハイブリッド材料の例

２．ゾル−ゲル法を使わないハイブリッド材料化技術
　　2.1 混合のみでハイブリッド化する分子
　　2.2 POSSの基本物性，POSSの合成法
　　2.3 トレードオフの両立（低屈折率化，高屈折率化）
　　2.4 耐熱性メカノクロミズム発光，耐熱性白色発光材料，共役系高分子ハイブリッド

３．ハイブリッド化が困難であった物質のハイブリッド化
　　3.1 ポリウレタンの耐熱性向上，発光色変化ゴム，導電性変化ゴム
　　3.2 ハイブリッド型イオン液体，イオン液体用フィラー開発

【質疑応答】

【キーワード】

シルセスキオキサン；ハイブリッド；POSS；トレードオフ；屈折率；発光；ポリウレタン；イオン液体

【講演のポイント】

講演者は、有機－無機高分子ハイブリッド材料の研究開発を専門とし、高分子とガラスをナノレベルで混合する方法や分析についてノウハウを有する。特に高分子の熱機械特性と他の物性の両立について独自の設計戦略を打ち出してきた。講演や質疑応答で合成から評価まで解説する。

【習得できる知識】

・光学材料（屈折率・発光）のニーズ、現状、材料設計指針、評価法、トレードオフとなる課題
・材料の耐熱性と物性との両立
・複合材料・ハイブリッド材料の合成、分析、上手くいかない場合の対処法
・かご型シルセスキオキサンの合成、分子フィラー設計
　

【プログラム】

　近年、安全性や製品耐久性向上に伴う省資源・省エネルギー、さらには持続可能な開発目標（SDGs）の達成に貢献しうる技術として自己修復材料が注目されている。硬い無機材料であるガラスは透明性や耐薬品性等に優れた特性を持つが靭性が低く一般に修復機能はない。本研究では、基本骨格がSi-O結合であるシルセスキオキサン微粒子を基盤とした有機と無機のナノ複合化技術により、通常トレードオフの関係にある自己修復能力と材料の硬さや力学物性を併せ持つガラス状の自己修復ハイブリッドを開発した。本講座では、その基盤技術である多官能性シルセスキオキサン微粒子の合成から自己修復材料へと展開した我々の取り組みを紹介する。

1　はじめに

2　機能性シルセスキオキサン微粒子の合成と応用
　2-1 親水性/撥水性/両親媒性シルセスキオキサン微粒子の合成
　2-2シルセスキオキサン微粒子による屈折率制御
　2-3 光を利用したハードコート・ナノインプリントへの応用
　2-4イオン伝導性有機・無機ハイブリッド材料の開発

３　シルセスキオキサン微粒子を基盤とした自己修復有機・無機ハイブリッド材料の開発
　3-1イミダゾール-亜鉛配位結合を利用した自己修復ハイブリッド
　3-2 イオン伝導性を有する自己修復ハイブリッド
　3-3可逆的光二量化を利用した自己修復ハイブリッド
　3-4透明で高強度な有機・無機自己修復ハイブリッドガラス
　3-5多様な可逆的結合・相互作用を活用した自己修復ハイブリッド
【質疑応答】

【キーワード】

自己修復有機・無機ハイブリッドガラス、自己修復ハードコート材料、イオン伝導性自己修復ハイブリッド、光応答性ハイブリッド

【講演のポイント】

本講座では、有機－無機ハイブリッド材料の一つであるシルセスキオキサン微粒子に焦点を当て、コート材、屈折率制御、光応答性接着、ナノインプリント、イオン伝導材料、自己修復材料などへ向けた分子設計・合成や関連技術に関する近年の研究を紹介する。　今後のシルセスキオキサン系材料や自己修復有機・無機ハイブリッドの開発動向や課題について理解を深めることができる。

【習得できる知識】

自己修復有機・無機ハイブリッド材料の現状・ニーズ・分子設計、シルセスキオキサン微粒子の合成・特徴・用途、自己修復ハードコート材料/イオン伝導性材料の合成・用途

【プログラム】

　本講演では，シルセスキオキサンの一般的な特性について概説した後，当社製品である「シルセスキオキサン誘導体 SQ シリーズ」の特徴について 分子設計の観点から説明する。併せて，本製品の応用事例についても紹介する。

１．シルセスキオキサンとは
　1.1　シロキサン系材料の概略
　1.2　シルセスキオキサンの位置づけ
　1.3　シルセスキオキサンの一般的な特徴

２．シルセスキオキサン誘導体SQシリーズについて
　2.1　構造的な特徴
　2.2　各種の物性
　2.3　機能性付与グレードの概略

３．コーティング材料としての応用
　3.1　コーティング剤としての特性
　3.2　耐久性向上グレードの開発とその応用事例
　3.3　フレキシブルハードコートへの応用
　3.4　コーティングへの添加による機能性付与例

４．耐熱性の向上
　4.1　SQ シリーズの耐熱性
　4.2　耐熱性向上のための分子設計
　4.3　熱分解挙動とプレセラミックポリマーとしての可能性

【質疑応答】

【キーワード】
有機-無機ハイブリッド材料、コーティング、UV 硬化