2020 Fiscal Year Annual Research Report
Shaping Conducting Polymer Fibers by Means of Electrochemiluminescence Microscopy
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19F19769
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
稲木 信介 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70456268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
VILLANI ELENA 東京工業大学, 物質理工学院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Keywords | 電気化学発光 / バイポーラ電気化学 / ルミノール / 導電性高分子 / 電解重合 / イメージング / 電位分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、バイポーラ電解重合法において、電気化学発光（ECL）を導入することにより、成長する導電性高分子ファイバーまたは薄膜の成長方向や次元を制御することを目的とする。当研究室ではこれまでに、交流バイポーラ電解重合により導電性高分子ファイバーまたは薄膜が電場方向に自発成長する挙動を見出しているが、成長する導電性高分子自体がバイポーラ電極として振舞うため、成長とともに徐々に高電圧が印加され、樹枝状に成長してしまうことが課題であった。そこで本研究では、バイポーラ電解重合中に共存させた発光団のECLシグナルを検出し、バイポーラ電極の活性サイトを可視化するとともに、フィードバック制御により印加電圧を自動制御する。これにより活性サイトの局在化を達成し、電解重合の過剰反応を抑制することができるため、成長制御が期待される。
昨年度は、ポリ（3,4-エチレンジオキシチオフェン）（PEDOT）薄膜をバイポーラ電極化した際にECL発光を観測するための反応系最適化に成功した。
今年度は、EDOTモノマーのバイポーラ電解重合中、in situでECL発光を検出できるかどうか検討を行った。ルミノールのECL系において、EDOTの電解重合を行ったところ、バイポーラ電解重合初期にはバイポーラ電極末端からECL発光が観測されたものの、PEDOTが析出するにつれて発光は減衰した。消光により導電性高分子の生成をレポートする分析法としての可能性も示唆された。また、関連研究として、バイポーラ電極の電位分布をECLにより可視化する方法を見出し、種々のバイポーラ電極系での実証に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、コロナ禍にも関わらず、計画通りにin situ ECL測定を実施することができ、当該研究目標達成に向けて前進した。それに加えて、バイポーラ電極電位分布の可視化というの基礎的な知見を得ることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られたin situ ECL測定の知見をもとに、電解重合時に得られるECL挙動を精査する。当初目的としていた重合膜末端でのECL観測が可能か、それとも重合膜形成時に消光する系として展開するか見極める。その他、導電性高分子とECLの組合せにより新たな学問的価値を見出すための基礎研究に取組む。
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