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ブロックコポリマー電極テンプレート法による面外超異方性材料の開発

Research Project

Project/Area Number 09J09527
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Microdevices/Nanodevices
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

込山 英秋  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsブロック共重合体 / ミクロ相分離 / ナノテンプレート / 導電性高分子 / 電解重合 / ナノワイヤアレイ
Research Abstract

ブロック共重合体PEO-b-PMA(Az)薄膜を鋳型としたテンプレート電解重合を行った。前年度にモノマーと各ドメインの相互作用により、導電性高分子のナノ構造が制御できることを明らかとしている。本年度は、PEOシリンダードメインに選択的に溶解するピロールと、両ドメインに溶解する2,2'-ビチオフェンをワンポットで電解重合を行った。電解重合後の薄膜断面のSTEM/EDS分析を行ったところ、PEOシリンダー部位からはポリピロールに由来する窒素元素が、PMA(Az)マトリックス部位からはポリビチオフェンに由来する硫黄元素が検出された。つまり、ポリピロールナノワイヤとポリビチオフェンのヘテロ接合をワンポットで作製することに成功した。PEO-b-PMA(Az)テンプレートはモノマーを認識し、各ドメインが重合場として作用していると言える。このようなドメイン選択的電解重合は、物理的な空孔を有するテンプレートでは不可能な技術である。
ポリピロールナノワイヤの長さを系統的に変え、導電率を測定した。ナノワイヤの導電率はテンプレートを用いずに作製したバルクフィルムよりも160倍大きな値となった。これは、直径10nmという空間で重合することにより、ポリピロールの高次構造が制御された結果であると考えている。導電性高分子が本来有する特性を評価する上で、有効な材料となると期待している。
ブロック共重合体PEO-b-PMA(Az)の相図をSAXS測定の結果に基づき作成した。分子間相互作用の弱いPS-b-PIなどのブロックコポリマーに比べて、非常に広いPEOの体積分率(0.07から0.52)でシリンダー相を呈することが明らかとなった。この特異的な現象は、PEO-b-PMA(Az)が液晶側鎖を有し、各ドメインに非対称性を生じさせていることが原因であると考えられる。PEOの体積分率が広い領域でシリンダー構造を形成することは、シリンダー直径と周期を独立に幅広く制御できることを意味しており、PEO-b-PMA(Az)薄膜はドメインサイズを系統的に制御できるテンプレートとして応用展開ができる。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (14 results)

  • [Journal Article] Perpendicularly Oriented Cylinder Nanostructure of Liquid Crystalline Block Copolymer Film on Si Substrate with Various Surface Wettability2012

    • Author(s)
      Hideaki Komiyama, Tomokazu Iyoda, Kaori Kamata
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 41 Issue: 1 Pages: 110-112

    • DOI

      10.1246/cl.2012.110

    • NAID

      10030222825

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polypyrrole Nanowire Array with High Aspect Ratio Fabricated by Block-Copolymer-Templated Electropolymerization2010

    • Author(s)
      Hideaki Komiyama, Tomokazu Iyoda, Kaori Kamata
    • Journal Title

      Mater.Res.Soc.Symp.Proc.

      Volume: 1312

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 液晶性ブロック共重合体PEO_m-b-PMA(Az)_n薄膜のマイクロドメイン制御2011

    • Author(s)
      込山英秋
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山)
    • Year and Date
      2011-09-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Domain-Selective Electropolymerization through PEO Nanocylinders in PEO-b-PMA(Az) Template for Conducting Polymer Nanowire Array2011

    • Author(s)
      Hideaki Komiyama
    • Organizer
      62nd Annual Meeting of International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2011-09-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ブロック共重合体PEO-b-PMA(Az)薄膜中のPEOシリンダードメイン選択的電解重合2011

    • Author(s)
      込山英秋
    • Organizer
      2011年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2011-09-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Normally Oriented Nanocylindrical Array in Liquid Crystalline Block Copolymer Thin Film on SAM-Modified Substrate with Various Surface Wettability2011

    • Author(s)
      Hideaki Komiyama
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISIMME 2009)
    • Place of Presentation
      北京(中国)
    • Year and Date
      2011-06-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Block-Copolymer-Templated Electropolymerization for Conducting Polymer Nanowires2010

    • Author(s)
      Hideaki Komiyama
    • Organizer
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii
    • Year and Date
      2010-12-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Block Copolymer Nanotiled Electrode for Conducting Polymer Nanostructures2010

    • Author(s)
      Hideaki Komiyama
    • Organizer
      The 2010 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, Massachusetts
    • Year and Date
      2010-12-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Nano-tiled Electrodes through Block Copolymer Mask for Conducting Polymer Nanowire Array2010

    • Author(s)
      Hideaki Komiyama
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISIMME 2010)
    • Place of Presentation
      中国常州市(江蘇省)
    • Year and Date
      2010-09-22
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ブロック共重合体テンプレート電解重合法による導電性高分子のナノ構造制御2010

    • Author(s)
      込山英秋
    • Organizer
      2010年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学
    • Year and Date
      2010-09-03
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Electropolymerization of Conducting Polymer in PEO cylinders in PEO-b-PMA(Az) block copolymer thin film2010

    • Author(s)
      Hideki Komiyama
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2010-07-06
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Polypyrrode Nanowire Array by Electropolymerization through PEO Nanocylindes in PEO_m-b-PMA(Az)_n Thin Film2010

    • Author(s)
      Hideki Komiyama
    • Organizer
      The 7th Asian Conference on Electrochemistry
    • Place of Presentation
      KKR Hotel Kumamoto
    • Year and Date
      2010-05-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Electropolymerization through Phase-Segregated Block Copolymer Mask2010

    • Author(s)
      Hideki Komiyama
    • Organizer
      The 7th Asian Conference on Electrochemistry
    • Place of Presentation
      KKR Hotel Kumamoto
    • Year and Date
      2010-05-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Control of Hierarchical Structure of Conducting Polymer via Block Copolymer Template2009

    • Author(s)
      込山英秋
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering(ISIMME 2009)
    • Place of Presentation
      Sichuan University, Chengdu, China
    • Year and Date
      2009-10-26
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrochemical Fabrication of Polypyrrole Nanowire Array using Block Copolymer Template2009

    • Author(s)
      込山英秋
    • Organizer
      The 1st FAPS Polymer Congress
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center, Japan
    • Year and Date
      2009-10-22
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ブロックコポリマーテンプレート法による導電性高分子の階層構造制御2009

    • Author(s)
      込山英秋
    • Organizer
      第58回高分子討論会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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