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気相重合による元素ブロック共役高分子のドメイン形成と機能展開

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 25102541
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 InstitutionWaseda University

Principal Investigator

須賀 健雄  早稲田大学, 高等研究所, 助教 (10409659)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords気相重合 / 共役高分子 / 酸化重合 / 有機半導体 / チオフェン / 元素 / 有機薄膜太陽電池 / 有機デバイス
Outline of Annual Research Achievements

本課題では、予め化学酸化剤(例えばFe(OTs)3)を塗布し、共役モノマー(例えばEDOTなど)の蒸気を供給することで、導電性高いπ共役高分子を簡便に形成できる「気相酸化重合法」を起点に、従来とは逆の着想で「共役モノマーを予め塗布、揮発性の酸化剤を気相供給する」ことで、従来揮発性や熱安定性に制限されていた多様な共役モノマーの高分子化法として提示することを目的としている。特に各種元素(Se, Bなど)含有共役モノマーへと対象を拡張し、気相重合を「無置換・元素ブロック共役高分子」のその場形成法として展開した。
(1) 元素ブロック共役高分子の電子・光物性
昨年度までに気相重合で得たビセレノフェンやBODIPYなどの元素ブロック含有共役高分子を対象に、高分子ドナーとしての電子・光物性を検討した。ベンゾチアジアゾールなど電子求引性のコア部位導入やSe, Teなど重原子効果で長波長域の吸収を向上し、バンドギャップの調節を明らかにした。また、単層素子およびくし形電極を用いてホール移動度の異方性についても2桁程度あることを明らかにした。PCBMをアクセプターとして組み合わせた有機薄膜太陽電池では光電変換効率1%に留まり、界面制御が今後の課題として挙げられる。
(2) 電解重合との比較
気相重合及び電解重合で得られたポリチオフェンを例に、UV, AFMにより比較したところ、気相重合では100-200nmの粒状のポリチオフェンが緻密に形成され、より高い移動度を示すことを明らかにした。現在MOFを鋳型とする気相重合ポリチオフェンの異方導電性についても班内連携(A02班 京大植村グループ)と進めている。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013

All Presentation (12 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Presentation] 気相重合による元素ブロック高分子の創製と機能展開2015

    • Author(s)
      須賀健雄
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ラジカル高分子の精密合成と電荷貯蔵・輸送材料への展開2015

    • Author(s)
      須賀健雄
    • Organizer
      第32回高分子学会千葉地域活動若手セミナー
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2015-03-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 元素ブロック共役モノマーの気相重合と高次構造形成2014

    • Author(s)
      須賀健雄, 中嶋亮太, 西出宏之
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] In-situ Formation of Low Band Gap Polymers for Photovoltaic Applications2014

    • Author(s)
      Nakajima, R.; Okazaki, F.; Suga, T.; Nishide, H.
    • Organizer
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] In-situ Formation of Conjugated Polymers via Vapor-Phase Oxidative Polymerization2014

    • Author(s)
      Suga, T.; Nakajima, R.; Nishide, H.
    • Organizer
      International Symposium on Polymer Chemistry, PC2014
    • Place of Presentation
      Shanghai
    • Year and Date
      2014-06-04 – 2014-06-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis of Low Band Gap Conjugated Polymers via Vapor-Phase Polymerization for Photovoltaic Applications2014

    • Author(s)
      Nakajima, R.; Okazaki, F.; Suga, T.; Nishide, H.
    • Organizer
      International Symposium on Polymer Chemistry, PC2014
    • Place of Presentation
      Shanghai
    • Year and Date
      2014-06-04 – 2014-06-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 気相重合による元素ブロック共役高分子のドメイン形成と機能展開2014

    • Author(s)
      須賀健雄
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] In-situ Formation of Conjugated Polymers via Vapor-Phase Oxidative Polymerization2014

    • Author(s)
      Takeo Suga
    • Organizer
      International Conference on Polymer Chemistry, PC2014
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 気相重合による無置換・元素ブロック共役高分子のその場形成2013

    • Author(s)
      須賀健雄, 岡崎史哲, 中嶋亮太, 西出宏之
    • Organizer
      第62回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 気相重合による無置換・元素ブロック共役高分子のその場形成2013

    • Author(s)
      須賀健雄
    • Organizer
      「元素ブロック高分子材料の創出」第1回若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      湯河原
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] In-situ Preparation of Conducting/Radical Polymer Electrodes for Efficient Energy-Storage/-Transport2013

    • Author(s)
      T. Suga, F. Okazaki, R. Nakajima, B. Winther-Jensen, H. Nishide
    • Organizer
      RSC ISACS12
    • Place of Presentation
      Cambridge
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 気相酸化重合による無置換ポリセレノフェンの形成と光電変換特性2013

    • Author(s)
      中嶋亮太、岡崎史哲、須賀健雄、西出宏之
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 高分子ナノテクノロジーハンドブック2014

    • Author(s)
      須賀健雄、西出宏之
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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