2013 Fiscal Year Research-status Report
グラフェンと導電性高分子との複合化によるフレキシブル透明導電膜材料の開発
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25420727
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小長谷 重次 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30418785)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | グラフェン / 導電性高分子 / 複合材料 / 導電性 / セルロースナノファイバー / 透明性 |
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| Research Abstract |
導電性高分子はフレキシブル太陽電池やフレキシブルディスプレイに好適な高透明高導電性材料として有望であるが、導電性が不足している。
そこで、導電性高分子（ポリアニリン（PANI））の導電性向上を目的として、PANIまたはPASと酸化グラフェン（GO）またはその還元体グラフェン（Gr）との2元系複合材料の導電性、及びその導電性向上メカニズムについて検討した。
当初GOを自前で合成していたが、研究効率が悪いため、途中で、外部への合成依頼に切り替えた。購入したGO/水分散体にPANI水分散体を所定の割合で混合・分散し、所定の厚みでガラス板上にコートし、GO/ポリアニリンの複合体を得た。られた複合体を熱処理することにより、複合体の抵抗値がGO無添加系に比し、２～３桁上昇することを見出した。しかし、複合体の透明性については改善の余地が大いにあり、平成26年度の課題である。
GOによるポリアニリンの導電性向上機構を明らかにする目的で、PANI/GO/水分散系の可視紫外線吸収スペクトルを検討したところ、ポロアニリンとGOとに電子的な相互作用が存在すると推定された。ポリアニリンのポーラロンに基づく吸収ピークのシフトと考えられ、GOはポリアニリン分子内のポーラロンの共鳴に影響を与え、導電性向上に寄与すると考えられる。平成26年度は、この点について詳細に解析する。
さらにセルロースナノファイバー（CeNF)のポリアニリンへの添加効果をも検討し、導電性向上効果を確認している。
平成25年度はGO,GrそしてCeNFによるポリアニリン類の導電性向上、そして、それらとポリアニリンとの相互作用を確認し、当初の研究計画の約8割を達成したと考えている。
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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
当初予定の8割を終えることができた。メインテーマであるポリアニリンの導電性に与えるGOあるいはその還元体Gr、そしてCeNFの導電性向上効果を見出し、それらとポリアニリンとに物理的な相互作用があることを確認し、導電性向上メカニズムについても明らかになりつつある。しかし、GO,GrやCeNFとポリアニリンとの複合体の透明性向上に関する検討は不十分であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、GO、Gr及びCeNFとポリアニリンとの複合体の導電性向上メカニズムをさらに明確にするとともに、高導電性を維持しつつ、透明性を確保できる処方の探索を行う。特にポリアニリン複合体に基づく導電ネットワークを効率的に形成し、かつ透明性を確保可能な高分子バインダーの探索に努める。また透明性向上に有効と思われる上記フィラーの小粒径化をも試みる予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
25年度研究成果を2014年3月にアメリカ化学会で発表する予定であったが、データの再現性確認、さらなる詳細な検討、そして特許出願後の発表が望ましいと考え、26年度8月に発表を延期した。
25年度の研究成果の再現性確認、さらに詳細な検討を加え、まとめ上げた成果を26年度8月にサンフランシスコで開かれるアメリカ化学会で発表する予定である。
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