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カテコール基含有ポリマーを用いた階層的多孔質材料の創製および太陽電池への応用

Research Project

Project/Area Number 14J09156
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

齊藤 祐太  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords多孔質 / カテコール / 太陽電池
Outline of Annual Research Achievements

カテコール基含有のランダムコポリマーを合成し、クロロホルム中においてポリマーと無機ナノ粒子とを混合することで無機ナノ粒子表面の被覆を行った。カテコール基含有のランダムコポリマーは酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミ等のナノ粒子表面に結合し、ナノ粒子をクロロホルム等の有機溶媒中に安定に分散させることが可能であることがわかった。特に従来用いられているカルボキシル基を有する両親媒性高分子と比較した際、カルボキシル基を有するコポリマーで被覆したナノ粒子が凝集してしまう分散媒条件においても、カテコール基を有するコポリマーで表面を被覆したナノ粒子は安定に分散できることがわかった。
カテコール基含有コポリマーによって被覆したナノ粒子の分散液に、Breath-Figure法を適用することで水滴を鋳型にマイクロサイズの多孔質構造体を有するハニカム状多孔質膜の作製に成功した。作製した膜の光透過率を紫外可視分光法により求めた。膜内部にマイクロサイズの構造体があることで、長波長領域においてミー散乱よって光透過率が低下し、光が内部で散乱回折していることがわかった。
また一方で、カテコール基含有ブロックコポリマーをRAFT重合法によって新規に合成し、その機能を初めて報告した。カテコール基は貴金属イオンに対して還元剤として作用することが知られているため、重合したポリマーを銀イオンと混合することで還元剤として使用し銀ナノ粒子の作製を試みた。カテコール基含有ブロックコポリマーを還元剤およびナノ粒子の被覆剤として用いることで、作製した銀のナノ粒子が有機溶媒中で安定に分散できるだけでなく、粒子のサイズがカテコール基を有するユニットであるジヒドロキシスチレンの分子量によってナノオーダーで制御することが可能であることがわかった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis of poly(dihydroxystyrene-block-styrene) (PDHSt-b-PSt) by the RAFT process and preparation of organic-solvent-dispersive Ag NPs by automatic reduction of metal ions in the presence of PDHSt-b-PSt2015

    • Author(s)
      Yuta Saito, Hiroshi Yabu
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 51 Issue: 18 Pages: 3743-3746

    • DOI

      10.1039/c4cc08366k

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Breath Figures of Nanoscale Bricks: A Universal Method for Creating Hierarchic Porous Materials from Inorganic Nanoparticles Stabilized with Mussel-Inspired Copolymers2014

    • Author(s)
      Yuta Saito, Masatsugu Shimomura, Hiroshi Yabu
    • Journal Title

      Macromolecular Rapid Communications

      Volume: 35 Issue: 20 Pages: 1763-1769

    • DOI

      10.1002/marc.201400363

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Preparation of Organic Solvent Dispersive Metal Nanoparticles by Automatic Reduction of Metal Ions in Mussel-Inspired Block Copolymer Assemblies2014

    • Author(s)
      Yuta Saito
    • Organizer
      2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Boston,Massachusetts,USA,Hynes Convention Center and adjacent Sheraton Boston Hotel
    • Year and Date
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] カテコール基含有ブロックコポリマーの合成とミクロ相分離構造の評価2014

    • Author(s)
      齊藤 祐太
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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