銀ナノビルディングブロックの創製と光組織化を利用した透明ポリマー電極の開発

• 研究課題/領域番号: 15H05410
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 中西 英行 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 准教授 (20619655)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円); 2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2015年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
• キーワード: 相分離 / 自己触媒反応 / 自己組織化 / 拡散 / 光重合 / ポリオール法 / シート抵抗 / 光透過率 / ナノ粒子 / ナノワイヤー / 自己組織化単分子膜

研究成果の概要

本報告書では、ナノ結晶を分散させた溶媒が化学変化すると、それによって生じる空間的な濃度の偏りに沿ってナノ結晶が自己組織化することを報告する。モデル系として、ポリオール法で合成した銀ナノワイヤーを2-Hydroxyethyl methacrylate（HEMA）に分散させた溶液を用い、格子状にパターンしたフォトマスクを介して光照射し、HEMAを重合した。銀ナノワイヤーはPHEMAの濃度が低い領域に集合し、空間的な強度の分布に応じて集合体の大きさは変化した。また、誘起した銀ナノワイヤーの集合構造は、生成したフィルムのシート抵抗に大きく影響した。

研究成果

• [国際共同研究] BUTE/Eotvos Lorand University(ハンガリー)
• [国際共同研究] Hungarian Academy of Sciences/BUTE/University of Szeged(ハンガリー)
• [国際共同研究] Sun Yat-Sen University(中国)
• [雑誌論文] Size distribution wand elastic properties of thermo-responsive polymer gel microparticles in suspension probed by ultrasonic spectroscopy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue, T, Norisuye, T., Sugita, K., Naknaishi, H. & Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: Ultrasonics 巻: 82 ページ: 31-38
  • DOI: 10.1016/j.ultras.2017.07.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasound attenuation and phase velocity of micrometer-sized particle suspensions with viscous and thermal losses. (2018)
  • 著者名/発表者名: Mori, H., Norisuye, T., Nakanishi, H. & Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: Ultrasonics 巻: 83 ページ: 171-178
  • DOI: 10.1016/j.ultras.2017.03.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conducting polymer networks synthesized by photopolymerization-induced phase separation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, Y., Komori, K., Murata, T., Nakanishi, H., Norisuye, T., Yamao, T. & Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol. 巻: 9 ページ: 015009-015009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Controlling the nano-deformation of polymer by a reversible photo-cross-linking reaction. (2017)
  • 著者名/発表者名: Van-Pham, D.-T., Nguyen, M. T., Ohdomari, K., Nakanishi, H., Norisuye, T. & Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol. 巻: 8 ページ: 025003-025003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] コンピュータ支援光照射法(CAI)を用いた光重合誘起異方性の共連続構造に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北村 祐基、中西 英行、則末 智久、宮田 貴章
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 74 号: 3 ページ: 233-238
  • DOI: 10.1295/koron.2016-0071
  • NAID: 130005678927
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光重合によって誘起した三成分ポリマーブレンドの二相共連続構造の形成過程 (2017)
  • 著者名/発表者名: 亀田隼大、大谷顕三、中西英行、則末智久、宮田貴章
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 74 号: 4 ページ: 353-359
  • DOI: 10.1295/koron.2017-0003
  • NAID: 130005858726
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波散乱法による微粒子分散系の新しいナノ・ミクロン構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 則末智久、杉田一樹、Tran Thao Nguyen、中西英行、宮田貴章
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 74 号: 4 ページ: 319-333
  • DOI: 10.1295/koron.2017-0017
  • NAID: 130005858720
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemically coded time-programmed self-assembly. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toth-Szeles, E., Horvath, J., Hollo, G., Szucs, R., Nakanishi, H., Lagzi, I.
  • 雑誌名: Mol. Syst. Des. Eng. 巻: 2 号: 3 ページ: 274-282
  • DOI: 10.1039/c7me00020k
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamics of nanometer- and submicrometer-sized particles in suspension probed by dynamic ultrasound scattering techniques. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Norisuye, T., Sugita, K., Nakanishi, H. & Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 122 号: 4 ページ: 045106-045106
  • DOI: 10.1063/1.4996352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-Organic Coaxial Nanowire Array Electrodes Combining Large Energy Capacity and High Rate Capability (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Kikuta, I., Segawa, H., Kawabata, Y., Kishida, R., Norisuye, T. and Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: ChemSusChem 巻: 10 号: 4 ページ: 701-710
  • DOI: 10.1002/cssc.201601310
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phase separation of polymer mixtures driven by photochemical reactions: current status and perspectives (2017)
  • 著者名/発表者名: Tran-Cong-Miyata Q. and Nakanishi, H.
  • 雑誌名: Polym. Int. 巻: 66 号: 2 ページ: 213-222
  • DOI: 10.1002/pi.5243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembly of like-charged nanoparticles into Voronoi diagram (2016)
  • 著者名/発表者名: Zambo, D., Suzuno, K., Pothorszky, S., Bardfalvy, D., Hollo, G., Nakanishi, H., Wang, D., Ueyama, D., Deak, A. and Lagzi, I.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 18 号: 36 ページ: 25735-25740
  • DOI: 10.1039/c6cp04297j
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] (1)"Polymer networks with bicontinuous gradient morphologies resulting from the competition between phase separation and photopolymerization" (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Hirose, K. Shimada, C. Hayashi, H. Nakanishi, T. Norisuye, and Q. Tran-Cong-Miyata, Q. Tran-Cong-Miyata,
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 12 号: 6 ページ: 1820-1829
  • DOI: 10.1039/c5sm02399h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nanowire electrodes for electrochemical capacitors and nanoparticles for current conduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Kikuta, I., Kawabata, Y., Matsumoto, I., Naitoh, Y., Segawa, H., Norisuye, T. and Q. Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 75 号: 11 ページ: 11-15
  • DOI: 10.1149/07511.0011ecst
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast ion and electron transport in a supercapacitor based on monolithic nanowire-array electrodes prepared from a defect-free anodic aluminum oxide mold (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Kikuta, I., Kawabata, Y., Norisuye, T., Tran-Cong-Miyata, Q., Segawa, H.
  • 雑誌名: Advanced Materials Interfaces 巻: 2 号: 17 ページ: 1500354-1500354
  • DOI: 10.1002/admi.201500354
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-assembly of charged nanoparticles by an autocatalytic reaction front (2015)
  • 著者名/発表者名: Bohner, B., Schuszter, G., Nakanishi, H., Zambo, D., Deak, A., Horvath, D., Toth, A., Lagzi, I.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 31 号: 44 ページ: 12019-12024
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b03219
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 貴金属ナノ構造体の表面設計と応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中西英行
  • 学会等名: 平成29年度第1回表面物性研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 新しいナノ材料の創出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中西英行
  • 学会等名: 平成29年度京都工芸繊維大学機器分析センター先端技術講座
  • 招待講演
• [学会発表] 金ナノ粒子に吸着するドデカンチオールとドデシルアミンの結合定数 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松本郁子・内藤康彬・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 日本化学会第96春季大会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Nanowire Electrodes for Electrochemical Capacitors and Nanoparticles for Current Conduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: PRiME2016
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Monolithic Nanowire Array Electrodes for Electrochemical Energy Storage (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: ISMAI2016
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Gold/Polypyrrole Coaxial Nanowire Electrodes for Electrochemical Energy Storage (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: EMN meeting
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 銀ナノワイヤーを組織化させたポリマーブレンド膜の創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川端友人・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第65回高分子年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] 金ナノ粒子における分子/金属結合の平衡反応を利用した新しい成膜法の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤康彬・松本郁子・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第65回高分子年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] 銀ナノ粒子の表面設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 梯大翔・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス
• [学会発表] 有機/金属コアキシャルナノワイヤー電極の電気化学エネルギー貯蔵特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸田怜子・川端友人・菊田郁夫・瀬川浩代・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス
• [学会発表] Determination of Binding Constants of Organic Molecules to Gold Nanoparticles and their Applications for Electrically Conductive Inks (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: EMN Meeting
  • 発表場所: Chengdu, China
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 金属ナノ材料を組織化させたポリマーフィルムの創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川端友人・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] PEA/PMMAの二成分系ポリマーブレンドの光重合相分離に及ぼす空間制限の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北村祐基・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] 光反応誘起相分離によるPMMA/PEMA/PEAブレンドの収縮挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀田隼大・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] ポリエチルアクリレート/ポリメチルメタクリレート混合系の光重合誘起相分離に及ぼす開始剤濃度の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加須栄旭・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 金ナノ粒子に吸着する有機分子の結合定数と導電性インクへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤康彬・松本郁子・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] ポリマーブレンドの光重合誘起相分離に及ぼす開始剤濃度の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加須栄旭・鈴木淳也・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第61回高分子研究発表会（神戸）
  • 発表場所: 兵庫県民会館
  • 年月日: 2015-07-17
• [学会発表] ポリピロールを用いたコアシェルナノワイヤー電極の合成と疑似容量の速度特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川端友人・菊田郁夫・瀬川浩代・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第61回高分子研究発表会（神戸）
  • 発表場所: 兵庫県民会館
  • 年月日: 2015-07-17
• [学会発表] 速い電荷輸送を目指したコアシェル型ナノワイヤー電極の創製と疑似キャパシタへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中西英行・川端友人・菊田郁夫・瀬川浩代・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-05-29
• [学会発表] 二成分系ポリマーブレンドの光重合相分離に及ぼす空間制限の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北村祐基・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] 三成分系ポリマーブレンドの光重合誘起相分離に見られる収縮挙動と重合動力学の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀田隼大・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] 金ナノ粒子に吸着する有機分子の結合定数と粒径依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤康彬・松本郁子・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第64回高分子年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] Nanostructured Materials for Energy Storage and Transfer Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: EMN Meeting
  • 発表場所: Phuket, Thailand
  • 年月日: 2015-05-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Applications of Mach-Zehnder interferometry to studies on local deformation of polymers under photocuring (2017)
  • 著者名/発表者名: Van-Pham, D.-T., Nguyen, M.-T., Nakanishi, H., Norisuye, T. and Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: InTech