2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Novel Photo- and Electro-functional Polymers by SOMO Design of Organic Radicals
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24225003
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
西出 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90120930)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小柳津 研一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90277822)
錦谷 禎範 早稲田大学, 理工学術院, 教授(任期付) (50708625)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 高分子化学 / 機能性高分子 / 有機ラジカル / 蓄電 / 光電変換 / 電荷輸送 / 電子交換 / 有機エレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有機安定ラジカル種のSOMO（Singly Occupied MO）が関与する可逆かつ速い電子授受にはじめて着目し、世界に先駆け合成してきたラジカルポリマー群による高速電荷輸送と高密度電荷貯蔵の発見とその解釈を起点として、電子交換反応に基づく導電・蓄電物質の基礎科学を描象することを目的とした。大流束電荷輸送系の創出とヘテロ接合を用いた流束制御を基軸とした現象の普遍化と、有機ラジカル種の拡充によるさらなる高速化やpnバイポーラ性など新規物性も活用してSOMO-π共役複合系へと一般化する道筋で、効率高い光電変換など有機物性機能の新領域を開拓した。平成28年度の主な実績は以下である。
（1）ラジカルポリマー/液相界面の構築と効率高い電荷分離・輸送を実現するため、印加電圧に依存し電気化学応答する界面、界面構造とレドックス能の相関などを解明した。また電解液に液晶分子を共存させ、ラジカルポリマー層の表面電荷に基づく液晶配向をイオン電導のスイッチングおよび伝導の異方性につなげた。
（2）SOMO関与の光電荷分離を精密合成された色素系へ展開し、ラジカルとの界面を分子レベルの電荷分離の場とする光電変換を実証した。10％超えの光電変換を分子構造との相関で体系化し、ラジカルによる光電変換素子として提示した。
（3）有機負極活物質として有用性を見い出したフルオレノンポリマーゲルの可逆的な負電荷貯蔵を水素付加体を与える電解水素化に拡張実験し、水素発生のサイクルが高分子の場で進行することを定量した。従来にない高分子水素キャリアとして可能性を提示した。
以上を総合して、SOMO制御に関する基本的手法を確立し、新しい光・電子機能性ポリマーとして取りまとめ、新型太陽電池や次世代蓄電地など実デバイスに波及する実践的化学として整理した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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