Development of Novel Electrochemical Electron Spin Resonance Spectroscopy for Further Understanding of Fundamentals of Chemical Reactions

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02765
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
• Research Institution: Nara University of Education
• Principal Investigator: KAJIWARA Atsushi 奈良教育大学, 理科教育講座, 教授 (50224415)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ラジカル重合 / 電子スピン共鳴 / 反応機構

Outline of Final Research Achievements

Novel electrochemical electron spin resonance (EC ESR) spectrometer has been developed for determination of redox potentials of propagating radicals formed in actual radical polymerization systems. Correspondence between ESR spectra and redox potentials of relatively stable radicals like TEMPO was clearly observed. However, correlations between propagating radical ESR signals and redox potentials have not been detected clearly. Main reason of the poor correlation is low sensitivity of ESR of the propagating radicals. Next step would be a development of ESR cell with higher sensitivity.

Free Research Field

高分子合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化学反応は電子の振る舞いに支配されているといっても過言ではなく、その電子の性質を詳細に調べることは化学の本質の理解に不可欠である。本研究はこれまで直接的な測定は困難とされてきた不安定短寿命のラジカル種の酸化還元電位を測定することを目的とした。ラジカル種の酸化還元電位が明らかになれば、近年研究の進んでいる制御ラジカル重合に明確な指針を与えることができる。また、現代社会で利用されているプラスチック材料の7割以上はラジカル重合反応で作られているので、工業的な合成過程の最適化に役立ち、結果として、廃棄物を減らすことにつながる。