2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Novel Fabrication Method of Durable Transparent Conductive Polymer/Nano-carbon Composites Utilizing Photo-induced Bond Dissociation
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16K06834
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
高田 知哉 千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (00342444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 薫明 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (40374566)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光解離性ポリマー / カーボンナノチューブ / 複合体 / 化学結合 / 導電性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光解離性ポリマー/CNT複合体の作製法の確立と、種々の条件で作製した複合体の透明性・導電性の評価を目的とした。具体的には、クロロベンジル側鎖（-C6H4-CH2Cl）を有するポリマーを合成し、光照射による結合開裂で生じるベンジルラジカル（-C6H4-CH2・）のCNT表面への付加により両者を化学的に結合した複合体を作製することを主眼とした。上記の置換基を有するポリスチレン誘導体およびポリ安息香酸ビニル誘導体を用いた観察から、想定したように光解離によるラジカル生成とCNTへの付加が進行し化学結合した複合体が得られることがわかった。
最終年度には、ポリスチレン誘導体を用いて作製した複合体についてCNT含有率および光照射の有無が異なる試料を複数作製し、透明性と導電性を比較した。透明性については低含有率の試料では透明性が比較的維持され、含有率の増加とともに不透明化した。一方、導電性についてもCNT含有率とともに向上する傾向が見られたが、光照射により化学結合させた試料の方が、ポリマーとCNTとを単純混合した試料よりも導電性が低いという結果が得られた。透過電子顕微鏡（TEM）による観察より、光照射によってCNTの凝集の度合いが大きくなるという傾向が見られた。このことは、TEM像のフラクタル解析によるCNTの分散・凝集状態の定量的評価によっても裏付けられた。この結果は、光照射によるポリマー/CNT間の化学結合形成によってCNTの運動性が制限され、結果としてCNTによる導電ネットワークの発達が阻害されたことを示すものと思われる。ポリマーとCNTとを化学結合させることでCNTの脱落を防ぎ耐久性が向上するものと期待されるが、同時に導電性を低下させる影響もあることがわかったため、導電性を維持するための更なる検討が必要である。
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