2020 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of Polymeric Materials based on Synergetic Effects of Electrolysis and Electrophoresis
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20H02796
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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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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 導電性高分子 / バイポーラ電気化学 / 電解重合 / 電気泳動 / 微細構造プロセス / 高分子ファイバー / テンプレート合成 / 高濃度電解液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
π共役高分子やレドックス活性高分子（以下、導電性高分子）はその電荷移動特性や光学的特性、電気化学特性などから有機エレクトロニクスやエネルギーデバイスへの利用が期待されている。優れた素材開発が急伸する一方で、それらのデバイス実装を目指す上での成型プロセス（製膜・微細構造）は発展しているとは言い難い。有機エレクトロニクスの実現に向けた導電性高分子を配線する技術やエネルギーデバイス用に高表面積微細構造を作製する技術は複雑な装置に依存する。これら制約から脱却するため、高分子材料合成と実装プロセスを結ぶ新しい方法論の提案と、既存の枠組みにとらわれない新しい学理の構築が必要となる。
本研究では、導電性高分子の合成とその効果的な成型プロセスまでを一貫して意識した新しい方法論の開発を目的とする。具体的にはモノマーの電解重合の際に、電場による電気泳動効果を利用して自在に製膜あるいは高密度成型する。具体的には、（１）モノマーの電気泳動効果を利用した高密度導電性高分子シリンダーの創出、ならびに（２）導電性高分子の薄膜状自発成長の方向制御、について取り組む。
本年度は、課題（１）については、イオン性モノマーのテンプレート電解重合について検討した。アニオン性モノマーの電解酸化重合やカチオン性モノマーの電解還元重合ともに電気泳動のアシストを受けて高密度シリンダー構造を得ることに成功した。課題（２）については、交流バイポーラ電解重合法において電解メディアとして新たに高濃度電解液を用いた検討により、高導電性の高分子ファイバーを得ることに成功した。初期的な検討ながら、高濃度条件下でのバイポーラ電気化学という新しい概念の創出に寄与すると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
両課題とも、当初計画は順調にクリアしている。その過程で新たに高濃度電解液を用いるバイポーラ電気化学に関する発見と目標が生じたことから、当初計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、課題（１）については、すでにイオン性モノマーのテンプレート電解重合に成功しているため、得られた微細構造の解析や特性評価を中心に行う。課題（２）について、高濃度電解液を用いるバイポーラ電解重合系を精査するとともに、電気化学発光系を採用した導電性高分子形状制御に関する試みを開始する。
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