Alkyl-pi Conjugated Molecule Based Liquid Electret

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H03922
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: NAKANISHI Takashi 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (40391221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山室 修 東京大学, 物性研究所, 教授 (20200777) ; 吉田 学 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (60358330)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: エレクトレット / π共役分子 / 液体 / アルキルーπエンジニアリング / 振動発電素子 / 熱容量測定 / 中性子準弾性散乱

Outline of Final Research Achievements

We have developed room temperature liquid molecules composed of a π-conjugated unit bearing bulky yet flexible branched alkyl chains. By poling the liquid turned to liquid electret, in which charges are stabilized on the π-conjugated unit and well shielded by insulation side chains. The liquid electret can be fabricated into textile and sandwiched between flexible electrodes, and could power a new generation of wearable electronic mobile devices. We further studied the correlation between the charging performance and liquid viscosity as well as the origin for stabilization to be liquid with high entropy of the alkyl-π compounds.

Free Research Field

機能性有機材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人体運動に追随して未使用運動エネルギーから発電できるウェアラブル発電素子が構築できれば、Eco-Society 5.0の目指す社会や遠隔医療などが関わるWell-Being社会に貢献可能な環境発電技術となる。液体物質は、自由変形性を示すことから様々な形状、変形に対して適応できるため、液体エレクトレットの創成は、上述のウェアラブル発電素子の性能向上を後押しできる。本研究では、液体エレクトレットの設計・合成、伸縮性振動発電素子の創成、ならびに液体物質としての本質物性の理解まで手掛けた。