異方制御された導電性高分子ナノワイヤーの電極への直接電気化学合成

• Project/Area Number: 15710089
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nanomaterials/Nanobioscience
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 橘 泰宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (30359856)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2004: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 導電性高分子 / チオール / 電気化学 / ナノワイヤー

Research Abstract

本研究課題では、電極上に高分子成長の異方制御を行いながら、直接電気化学的に導電性高分子ナノワイヤーやナノロッドを作製することを目的としている。前年の研究から金電極上にポリアニリン単層のドメインを作製することが可能になったので、重合によるポリアニリンが成長する条件を調べた。
方法として、パラ位にチオール部位を持つアニリンモノマーを金電極表面のドメイン部に吸着させ、そこからアニリンモノマーを含む電解質中で、電位を変化させながら電解重合を行った。重合は比較的緻密に進行することが確認されたが、元々吸着しているチオールの長さ以上に重合すると、重合の垂直異方性を制御することは不可能であった。たとえ電位やモノマー・電解質の濃度を変化させたり、重合における電解質溶液の振動を制御する方法を用いても垂直方向への制御は不可能であった。ただ、電極基盤に常に平行に重合する条件は容易に見出すことが可能であった。この結果は、電気化学的測定により明らかとなった。
以上より、たとえドメインを作製し、導電性高分子の重合条件を制御しても、高分子を電極表面から垂直方向に重合することは可能ではなかった。一方、電極表面に平行に重合することは、重合条件を選択することにより比較的容易であることがわかり、重合量を制御することにより、サイズをナノメートルレベルで自由に制御することが可能なナノ電極を作製することが可能であることが分かった。この発見は、電気化学的分析の分野に新しい概念を提供する研究シーズになることが期待される。