| 研究課題/領域番号 |
13660154
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 |
藤原 政司 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30229075)
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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)
高井 光男 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50002019)
高谷 典良 北海道立林産試験場, 技術部合板科, 科長
TAKAYA Yoshinori Hokkaido Forest Products Res. Inst., Manager
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2001年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | リグニン / ドーピング / 導電性 / 発熱体 / 電荷移動錯体 / ヨウ素 / ドーピング剤 / 面状発熱体 / 温度特性 |
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| 研究概要 |
木材主要成分のリグニンは製紙工程で除去され、大量に発生するが、現状では未利用のまま焼却処分されている。リグニンの有効利用を図るためには、電気伝導性や発熱性質などの機能性を付与するのが望ましい。リグニンは完全な絶縁体であるが、電子受容体(ヨウ素、臭化ヨウ素、三塩化鉄など)をドープするだけで、10^<-7>S/cmから10^<-3>S/cm程度の少なくとも半導体程度の導電性を付与することができた。ヨウ素ドープリグニンの導電性が向上したのは、固体拡散反射UV測定より、ヨウ素がリグニンの分子軌道から電子を奪い、還元されて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ていることが考えられた。また、UV差スペクトル、IRスペクトル測定より、導電性の向上は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であると考えられた。導電性の温度依存性を調べたところ、室温、75℃、100℃と温度が上昇するにつれて電気抵抗値が上昇する傾向が見られた。UV測定より、この現象は温度が上がるにつれて導電性を担っている電荷移動錯体の形成が困難になったためだと考えられた。
半導体的性質をもったリグニンに交流電流を流し、リグニン自体からの発熱について調べた。リグニンとヨウ素を1:4の重量比で混合し、フェノール樹脂で固めた試料において通電すると、高い発熱性質が見られた。しかし、同じ条件で樹脂を代えると発熱性が低くなったので、発熱性には樹脂の種類による影響があることがわかった。ヨウ素ドープリグニンの発熱において、ある温度以上には上昇しない性質が見られた。しかし、その温度を一定に保っておくことができず、温度が低下してしまう傾向が見られた。
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