| Project/Area Number |
22K18814
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芦沢 実 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (80391845)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | ストレッチャブルエレクトロニクス / 導電性高分子 / ハイドロゲル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、高い伸縮性と安定性を示す自己ドープ型導電性高分子（＝１成分のゴムなのに高導電性を示す材料）を開発することを目的とし、ゴムといえば絶縁体とされてきた世の常識を覆す挑戦を行う。具体的に取り組む系としては、自己ドープ型導電性高分子を用いる。まず、既報の伸長性に乏しい自己ドープ型導電性高分子の成膜後のナノ構造や伸長性に与える影響を精密に調べる。この知見をベースに、次に自己ドープ型導電性高分子の分子構造を制御し、プロセスなどに依存せず高い導電性と伸長性を示す伸縮性自己ドープ型導電性高分子を実現する。さらに完成した材料を用いてヘルスケアや伸縮性太陽電池などの応用探索を進める。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have successfully developed a self-doped conductive polymer material that defies the conventional insulating properties of rubber by simultaneously achieving high conductivity exceeding 200 S/cm and high stretchability exceeding 150%. In this study, we have not only achieved high stretchability in hole-transporting self-doped conductive polymers but also in electron-transporting self-doped conductive polymers. Moreover, the developed self-doped conductive polymers can be uniformly dispersed in a supramolecular hydrogel with excellent mechanical properties. Despite being 85% water, the hydrogel exhibits remarkable conductivity of 5 S/cm and an extraordinary stretchability of 1000%. These findings have paved the way for the development of various innovative materials and devices.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
単一高分子材料で高導電性と高伸長性を同時に達成する自己ドープ型導電性高分子材料の開発に成功し、ゴムは電気を流さないという常識を打ち砕くことに成功した。さらに開発した材料は、質量比で80%以上が水のハイドロゲル材料中に均一分散することが可能で、ハイドロゲル材料でありながら5 S/cmもの高い電気導電性と1000%を超える高い伸長性を同時に実現する導電性ハイドロゲル材料を実現し、電気伝導性を得にくいというハイドロゲルの常識を打破することにも成功した。
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