電解重合法を用いた機能性薄膜の作製と機能発現機構

• Project/Area Number: 05235245
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 逢坂 哲彌 早稲田大学, 理工学部, 教授 (20097249)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 節子 日本女子大学, 理学部, 教授 (30060619)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 1993: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 電解重合 / 有機薄膜 / 不活性化 / イオンセンサー / p型高分子 / n型高分子 / 固体電解質 / リチウム電池

Research Abstract

本研究では電解重合法による機能性薄膜の創製、機能付与、機能発現機構の解析を行った。従来より導電性かつ電気化学的活性高分子について研究がなされてきた当分野において新規な着眼点としてポリピロール重合成膜時に絶縁不活性化反応を並行して進行させることで均一薄膜の作製を可能とした。その膜生成時には重合と同時に求核性物質によるpi共役系破壊反応が進行することを示し、求核的攻撃の制御より薄膜特性の制御を可能とした。また電場下における絶縁膜の導電率安定性について知見を得た。また電解重合膜を利用したイオンセンサーを検討し、絶縁性ポリピロール被覆電極が共存イオンに妨害されることなくpHに電位応答する事をしめし、このイオン選択的透過能を応用した新たなアイデアとして電流検知型を考え、被検液が僅か4mu1以下で測定可能であり電位検知型よりも特性が安定であると考えられる極微小pHセンサーを試作した。また高分子アニオンと電気化学的活性なp型高分子の複合膜の酸化還元時にはアニオンの代わりに、カチオンによる電荷補償が起こることを明かにした。この事から分子レベルでの複合による機能付加が示され、またこの複合膜を用いたカチオンセンサーは溶液中の一価のカチオンに特異的に応答する事を示した。さらに高分子固体電解質/電気化学的活性高分子界面の電気化学的挙動についても検討を加え、固体系における特異性として物質移動過程が反応全体を支配することが示され、この全固体系における有機電気化学反応の取扱いに対し知見を得た。さらに、リチウム二次電池正極を一つの応用例として、電気化学的活性高分子について総合的な評価を行い、電解重合膜の機能化およびその機能制御、機能発現機構について総合的に評価を行った。また以上の研究において薄膜電極の電気化学的評価および物質移動の評価における測定法についての検討より各測定法の選択、有用性、限界について指針を得た。