| 研究課題/領域番号 |
12876038
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| 研究種目 |
萌芽的研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
林産学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
高井 光男 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50002019)
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| 研究分担者 |
佐野 嘉拓 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (10001463)
惠良田 知樹 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30213581)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2001年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | リグニン / ヨウ素 / ドーピング / 導電性 / ESR測定 / 電荷移動錯体 / 三塩化鉄 / 電気伝導性 / フェノキシラジカル / 紫外可視分光光度計 |
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| 研究概要 |
木材中に存在するリグニンは完全な絶縁体であり、電気伝導性を付与できないという考えが常識であったが、前年度の報告通り、ヨウ素をドーピングすることにより電気伝導度が絶縁体の10^<-10>S/cm^2から一億倍ほど増大し、最高で約10^<-2>S/cm^2ほどの導電性を与えられることがわかった。本年度はヨウ素添加リグニンの導電性の機構について検討した。
オルガノソルブリグニンにヨウ素を重量比で1:4の割合で反応させた試料の導電率は3.00×10^<-4>S/cm^2であり、半導体並みであった。このヨウ素添加リグニンをESR測定すると導電性をもつ高分子に典型的に見られる非対称のスペクトルが得られた。ラマンスペクトルにはヨウ素添加後にI^<3->に由来するピークが現れたので、ヨウ素がI^<3->の形で存在していることが確認できた。この結果はヨウ素ドープによりUVスペクトルにI^<3->の吸収と考えられる290nmと360nmの大きな吸収ピークが観測されたことと一致する。つまり、ヨウ素がリグニンの分子軌道から電子を奪いI^<3->となり、リグニンとヨウ素間で電荷移動錯体が形成されたことが考えられる。
IRスペクトルでは、共役カルボニル基、共役二重結合の増加が観測されなかった。しかし、UVスペクトルにおいて、650〜750nm付近の緩やかな吸収がヨウ素を添加することにより長波長側の700〜780nm付近に移動することが観測された。したがって、導電性が向上したのはリグニン分子鎖上で共役構造の誘導が起こったせいではなく、ベンゼン環の凝集などのコンフォメーション変化が起き実効共役長が増加したためだと考えられる。
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