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光解離反応を用いる高耐久性ポリマー/ナノカーボン複合透明導電体の新規作製法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06834
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関千歳科学技術大学

研究代表者

高田 知哉  千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (00342444)

研究分担者 阿部 薫明  北海道大学, 歯学研究院, 助教 (40374566)
研究協力者 馬場 拓麻  
西岡 佑哉  
鈴木 啓太  
後村 凌我  
伏木 拓斗  
河野 敬一  
山崎 郁乃  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード光解離反応 / 透明導電体 / ポリマー / カーボンナノチューブ / 分散剤 / フラクタル解析 / 光解離性ポリマー / 複合体 / 化学結合 / 導電性 / 透明性 / フラクタル次元 / 高分子 / 複合材料 / 透明導電材料 / 光化学反応 / 材料加工・処理 / ナノチューブ・フラーレン / 複合材料・物性
研究成果の概要

本研究では、光解離性ポリマーとカーボンナノチューブ(CNT)との光化学的な結合形成により透明導電性複合材料を作製する方法を探索したとともに、化学結合形成による電気伝導性およびCNTの分散・凝集状態の変化について検討した。塩化ヒドロキシルアンモニウムをCNT分散剤とすることで、化学結合形成を妨げることなく透明導電膜を作製できることを見出した。また、紫外光による化学結合形成に伴い、複合体中のMWCNTの分散が抑制され電気伝導性が低下することがわかった。化学結合による耐久性の向上と電気伝導性の両立が今後の課題である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、光化学反応によるポリマー/カーボンナノチューブの結合形成を用いて透明導電材料を作製する方法を検討した。ポリマー中でカーボンナノチューブを分散させる方法を新たに見出したことで、透明導電材料作製技術の一端に貢献したと考えている。また、ポリマーとカーボンナノチューブとの化学結合の形成が材料の電気伝導性に及ぼす影響についても調べ、化学結合形成が電気伝導性を低下させる影響を及ぼすことを見出したが、このことによって材料の耐久性と電気伝導性を両立させるために検討すべき事柄の手がかりが得られたと考えている。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] The Ultraviolet-Induced Functionalization of Multi-Walled Carbon Nanotubes with Polymer Radicals Generated from Polyvinyl Benzoate Derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takada, Yuya Nishioka, Takuma Baba
    • 雑誌名

      C-Journal of Carbon Research

      巻: 3 号: 3 ページ: 28-28

    • DOI

      10.3390/c3030028

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple Process for Sidewall Modification of Multi-Walled Carbon Nanotubes with Polymer Side Chain Radicals Generated by Ultraviolet-Induced C-Cl Bond Dissociation of Polystyrene Derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takada, Takuma Baba, Shigeaki Abe
    • 雑誌名

      C-Journal of Carbon Research

      巻: 2(3) 号: 3 ページ: 20-20

    • DOI

      10.3390/c2030020

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ポリ(p-クロロメチル)スチレン/MWCNT複合体の電気伝導性に対する紫外線照射の影響2019

    • 著者名/発表者名
      高田知哉、後村凌我
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起ラジカル生成・付加を利用するポリマー/カーボンナノチューブ複合材料の作製2017

    • 著者名/発表者名
      馬場拓麻、高田知哉
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2017年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 光誘起ラジカル生成・付加反応を利用するポリマー/カーボンナノチューブ複合体の形成2016

    • 著者名/発表者名
      馬場拓麻、高田知哉
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 光による化学結合形成を用いたカーボンナノチューブ/ポリスチレン複合材料の作製2016

    • 著者名/発表者名
      馬場拓麻、高田知哉
    • 学会等名
      第51回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      北海道立道民活動センター かでる2・7(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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