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空間秩序型高分子ブロック構造の構築

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 15H00735
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

植村 卓史  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50346079)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords多孔性金属錯体 / ポリチオフェン / フラーレン / 太陽電池 / 高分子 / ナノハイブリッド / ホスト―ゲスト / 多孔性配位高分子 / 電導度 / 配向
Outline of Annual Research Achievements

π共役系高分子であるポリチオフェンは、導電性や蛍光などの興味深い光電子物性を示すことから、他の機能性材料とハイブリッド化することで新たな電子材料の創製を目指した研究が数多く行われている。特に、有機薄膜太陽電池の分野では、ポリチオフェンとフラーレン誘導体のハイブリッドが活性層として頻繁に用いられており、それらの混合状態を適切に制御することが望まれている。一方、金属イオンと有機配位子から構成される多孔性金属錯体(PCP)が近年注目を集めている。PCPは均一で規則的なナノ細孔を有しており、細孔のサイズ、次元性、表面環境を自在に設計できるという特徴を持つ。さらに、PCPは配位結合により骨格構造が構築されているため、ホスト骨格を穏和な条件で容易に取り除くことができる。本研究では、PCPの細孔内にC60を導入後、ターチオフェンを重合することで、PCPの細孔内にポリチオフェンとC60が分散した複合体を構築した。そのご、EDTD水溶液を用いることで、ホスト錯体を除去し、PCPとC60の混合物を得た。得られた複合体の電子顕微鏡測定からこれら二つが数重ナノメートル以下のレベルで混合していることが明らかになった。無置換のポリチオフェンはπ平面性が高く、長い共役長を有しているが、不溶不融であるためプロセスができず、このようなデバイスへの応用は困難であった。PCPを介する本手法により、成型・加工が不可能な無置換ポリチオフェンのプロセスが可能となることが期待される。
また、PCPとポリチオフェンとの複合体がNO2ガスを低濃度で識別できるセンサーとして利用できることも見出し、このようなPCPと導電性高分子の複合体が機能性材料創製のキーとなり得ることも明らかにした。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Book (2 results)

  • [Int'l Joint Research] クイーンズ大学(カナダ)

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  • [Journal Article] Nanostructuration of PEDOT in Porous Coordination Polymers for Tunable Porosity and Conductivity2016

    • Author(s)
      Benjamin Le Ouay, Mickael Boudot, Takashi Kitao, Takeshi Yanagida, Susumu Kitagawa, Takashi Uemura
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 138 Issue: 32 Pages: 10088-10091

    • DOI

      10.1021/jacs.6b05552

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The controlled synthesis of polyglucose in one-dimensional coordination nanochannels2016

    • Author(s)
      Yuichiro Kobayashi, Yuki Horie, Kayako Honjo, Takashi Uemura, Susumu Kitagawa
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 52 Issue: 29 Pages: 5156-5159

    • DOI

      10.1039/c6cc01357k

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Radical Polymerization of Vinyl Monomers in Porous Organic Cages2016

    • Author(s)
      Takashi Uemura, Ryo Nakanishi, Shuto Mochizuki, Susumu Kitagawa, Motohiro Mizuno
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Issue: 22 Pages: 6443-6447

    • DOI

      10.1002/anie.201601587

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  • [Journal Article] Unraveling Inter- and Intra-chain Electronics in Polythiophene Assemblies Mediated by Coordination Nanospaces2016

    • Author(s)
      Michael W. A. MacLean, Takashi Kitao, Takeo Suga, Motohiro Mizuno, Shu Seki, Takashi Uemura, Susumu Kitagawa
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Issue: 2 Pages: 708-713

    • DOI

      10.1002/anie.201510084

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  • [Journal Article] Molecule-Level Studies on Dynamic Behavior of Oligomeric Chain Molecules in Porous Coordination Polymers2015

    • Author(s)
      Takashi Uemura, Gosuke Washino, Susumu Kitagawa, Hirohide Takahashi, Aiko Yoshida, Kunio Takeyasu, Masayoshi Takayanagi, Masataka Nagaoka
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 119 Issue: 37 Pages: 21504-21514

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b06083

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mixing of immiscible polymers using nanoporous coordination templates2015

    • Author(s)
      Takashi Uemura, Tetsuya Kaseda, Yotaro Sasaki, Munehiro Inukai, Takaaki Toriyama, Atsushi Takahara, Hiroshi Jinnai, Susumu Kitagawa
    • Journal Title

      Nature Commun.

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 7473-7473

    • DOI

      10.1038/ncomms8473

    • NAID

      120005743657

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 錯体ナノ空間で高分子を制御する2016

    • Author(s)
      植村卓史
    • Organizer
      第11回有機元素化学セミナー
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパス
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    • Invited
  • [Presentation] Polymer Chemistry in Coordination Nanochannels2016

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    • Organizer
      International Symposium on Polymer and Related Materials
    • Place of Presentation
      Harbin Engineering University, China
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  • [Presentation] Nanoconfinement of Polymers in Coordination Nanochannels2015

    • Author(s)
      Takashi Uemura
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
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  • [Presentation] Polymer Chemistry in Coordination Nanospaces2015

    • Author(s)
      Takashi Uemura
    • Organizer
      Adelaide Nanomaterials Symposium
    • Place of Presentation
      The University of Adelade, Australia
    • Year and Date
      2015-12-09
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 第三・第四世代ポリマーアロイの設計・制御・相容化技術2016

    • Author(s)
      植村卓史
    • Total Pages
      270
    • Publisher
      S&T出版
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      2016 Annual Research Report
  • [Book] 元素ブロック高分子―有機-無機ハイブリッド材料の新概念―2015

    • Author(s)
      植村卓史
    • Total Pages
      270
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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