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共役多孔性高分子薄膜の分子設計と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 14F04036
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 高分子化学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

江 東林  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 教授(兼任) (40302765)

研究分担者 GU CHENG  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 外国人特別研究員
GU Cheng  分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード多孔性高分子 / 薄膜 / 電解重合 / 仕事関数 / 太陽電池 / 発光素子 / 光捕集 / エネルギー移動 / 共役高分子 / 蛍光 / 蛍光センサー
研究実績の概要

本年度では、電解重合という手法を用いて様々な多孔性高分子薄膜を合成し、その光捕集機能、光エネルギー変換機能、およ電子機能について検討した。その結果、多孔性高分子は優れた光捕集機能を示し、細孔内に導入された色素分子に効率的に励起エネルギーを伝達することができることを見出した。また、2種類の色素を導入すれば、2段階のエネルギー伝達が可能となり、青、緑、赤という3原色を作ることが可能となった。また、色素の量をコントロールすれば白色の蛍光を出すことが可能となった。いずれの場合、高い発光量子収率を示す材料である。さらに、チオフェン誘導体からなる薄膜を活性層として用いて、太陽電池を組み立てた、その効率が5%以上を達成した。ホウ酸含有多孔性薄膜を合成し、その電子およびホール輸送能を検討した。薄膜の酸化還元状態によって半導体の仕事関数を調整することができるということを見出した。実際、太陽電池および発光素子に組み込んで検討したところ、優れたエネルギー変換能力を有することを実証した。これらの結果、いずれも、多孔性高分子薄膜の高い潜在性を示しており、機能性材料の開拓に新しい可能性を開いた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] South China University of Technology/Jilin University(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Porous Organic Polymers with Tunable Work Functions and Selective Hole and Electron Conductions for Energy Conversions2016

    • 著者名/発表者名
      Cheng Gu, Ning Huang, Youchun Chen, Huanhuan Zhang, Shitong Zhang, Fenghong Li, Yuguang Ma, and Donglin Jiang
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: 55 号: 9 ページ: 3049-3053

    • DOI

      10.1002/anie.201510723

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] π-Conjugated Microporous Polymer Films: Designed Synthesis, Conducting Properties and Photoenergy Conversions2015

    • 著者名/発表者名
      Cheng Gu, Ning Huang, Youchun Chen, Leiqiang Qin, Hong Xu, Shitong Zhang, Fenghong Li, Yuguang Ma, Donglin Jiang
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: 54 号: 46 ページ: 13594-13598

    • DOI

      10.1002/anie.201506570

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of AIE-Based Highly Photofunctional Porous Polymer Films with Controlled Thickness and Prominent Microporosity2015

    • 著者名/発表者名
      Cheng Gu, Ning Huang, Yang Wu, Hong Xu, Donglin Jiang
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: 54 号: 39 ページ: 11540-11544

    • DOI

      10.1002/anie.201504786

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cascade Exciton-Pumping Engines with Manipulated Speed and Efficiency in Light-Harvesting Porous π-Network Films2015

    • 著者名/発表者名
      Cheng Gu, Ning Huang, Fei Xu, Jia Gao, Donglin Jiang
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 1 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/srep08867

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Controlled Synthesis of Conjugated Microporous Polymer Films: Versatile Platforms for Highly Sensitive and Label-Free Chemo- and Bio-Sensings2014

    • 著者名/発表者名
      Cheng Gu, Ning Huang, Jia Gao, Fei Xu, Yanhong Xu, and Donglin Jiang*
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: 53 ページ: 4850-4855

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Highly Photofunctional Porous Organic Polymer Films2016

    • 著者名/発表者名
      GU, Cheng; JIANG, Donglin
    • 学会等名
      96th CSJ Annual Meeting
    • 発表場所
      同志社大、京都
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A General Strategy for Designing Porous Organic Polymer Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      Cheng Gu and Donglin Jiang
    • 学会等名
      2nd International Symposium on MOFs and Related Porous Materials
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(神戸市、兵庫県)
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A General Strategy for Controlled Synthesis of Porous Organic Polymer Thin Films2014

    • 著者名/発表者名
      Cheng Gu and Donglin Jiang
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎市、長崎県)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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