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高耐久・高着色効率・高いメモリー性を持ったエレクトロクロミックデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K05649
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35030:有機機能材料関連
研究機関長崎大学

研究代表者

田原 弘宣  長崎大学, 工学研究科, 助教 (80631407)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード酸化還元活性イオン液体 / エレクトロクロミックイオン液体 / ビオロゲン / カルバゾール / レドックスイオン液体 / エレクトロクロミズム / ビオロゲン型イオン液体 / ピリジニウム型イオン液体 / フェロセン / エレクトロクロミックイオン / エレクトロクロミックデバイス / 導電性高分子
研究開始時の研究の概要

電圧をかけることで色が変化するイオン液体(エレクトロクロミックイオン液体)は、大気暴露下や高温にしても揮発や分解が起こらないイオン性の新物質である。これを用いて、次の3つの観点、①電気量当たりの着色量が大きい、②電圧のON/OFFを何回行っても劣化しない、③電源をOFFにしても表示がある程度の時間持続する、を満たす表示デバイスの作製を目指す。さらに、柔らかい表示デバイスを試作し、曲げたり押しつぶしても機能が劣化しないかどうかも検討する。

研究成果の概要

本研究では,エレクトロクロミック物質で構成される酸化還元活性イオン液体を用いて,大きな着色効率と着色メモリ性をもつエレクトロクロミックデバイスを作製することができた。アノード(酸化)反応とカソード(還元)反応の活物質それぞれを可逆なエレクトロクロミック物質とすることで着色効率の向上を図り,イオン液体の不揮発性と高粘性が長期の動作安定性と着色メモリ特性に寄与をするものである。紫外可視域に大きな吸光度変化を与えるデバイスとして仕上がった他,近赤外域にも大きな吸収バンドを有するエレクトロクロミックデバイスとしても機能し,この酸化還元活性イオン液体はスマートウィンドウ材料に使えることも分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エレクトロクロミズムは,低消費電力で駆動する表示デバイスや調光デバイスなどに応用が可能な現象である。応用のためにはエレクトロクロミズムを示す物質や電解質の安定性が大きな課題となっている。本研究は,その解決に寄与をする成果である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] A redox-active ionic liquid manifesting charge-transfer interaction between a viologen and carbazole and its effect on the viscosity, ionic conductivity, and redox process of the viologen2021

    • 著者名/発表者名
      Tahara Hironobu、Tanaka Yudai、Yamamoto Shoko、Yonemori Shigeki、Chan Bun、Murakami Hiroto、Sagara Takamasa
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 号: 13 ページ: 4872-4882

    • DOI

      10.1039/d0sc06244h

    • NAID

      120007150308

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] レドックスイオン液体の拡散係数評価に対するコンボリューション法の適用性と有効性の検証・評価2022

    • 著者名/発表者名
      宮地 将希,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 無希釈無溶媒のレドックスイオン液体のボルタモグラム2022

    • 著者名/発表者名
      宮地 将希,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第68回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 無希釈レドックスイオン液体のサイクリックボルタンメトリー -マイクロ電極のサイズ依存性-2022

    • 著者名/発表者名
      田原 弘宣,宮地 将希,村上 裕人,相樂 隆正
    • 学会等名
      電気化学会第90回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ビオロゲンとカルバゾールからなるCTイオン液体の酸化還元反応と分光電気化学解析2022

    • 著者名/発表者名
      寺野 公猛,田中 雄大,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ビオロゲンとカルバゾールからなるCTイオン液体のエレクトロクロミズムと電解生成物の解析2022

    • 著者名/発表者名
      寺野 公猛,田中 雄大,田原 弘宣,村上 裕人,相樂 隆正
    • 学会等名
      第68回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ビオロゲンポリマーのイオン液体とフェロセン型イオン液体による エレクトロクロミックデバイスの構築と評価2022

    • 著者名/発表者名
      田熊 紗季,田原 弘宣,村上 裕人
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カルバゾールとビオロゲンによる電荷移動相互作用を有するイオン液体の電気化学物性2022

    • 著者名/発表者名
      田原 弘宣,田中 雄大,山本 祥子,米盛 茂樹,相樂 隆正
    • 学会等名
      電気化学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ電極を用いた酸化還元活性イオン液体のボルタモグラム解析2021

    • 著者名/発表者名
      宮地 将希,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] レドックスイオン液体と導電性高分子を用いた 二極式セルのin situ透過吸収解析2021

    • 著者名/発表者名
      寺野 公猛,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 非プロトン性溶媒中におけるメチレンブルーの酸化還元特性と分光特性の解明2021

    • 著者名/発表者名
      松尾 昇吾,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ビオロゲンポリマーのエレクトロクロミズムと着色メモリー特性2021

    • 著者名/発表者名
      田熊 紗季,田原 弘宣,村上 裕人
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバゾールとビオロゲンからなる深共晶イオン液体の輸送特性2021

    • 著者名/発表者名
      田原 弘宣,田中 雄大,村上 裕人,相樂 隆正
    • 学会等名
      第72回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化還元活性イオン液体のボルタモグラムから得られる拡散係数の解析2021

    • 著者名/発表者名
      宮地 将希,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバゾールとビオロゲンからなるレドックスイオン液体のエレクトロクロミズム解析2021

    • 著者名/発表者名
      寺野 公猛,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アセトニトリル中のメチレンブルーが示す酸化還元応答の追跡及び還元状態の分光電気化学解析2021

    • 著者名/発表者名
      松尾 昇吾,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶融ビオロゲンポリマーとフェロセンによるエレクトロクロミックデバイスの評価2021

    • 著者名/発表者名
      田熊 紗季,田原 弘宣,相樂 隆正,村上 裕人
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 無希釈無溶媒におけるビオロゲン型イオン液晶のサイクリックボルタモグラム2021

    • 著者名/発表者名
      田川 隆成,田原 弘宣,相樂 隆正
    • 学会等名
      第67回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ピリジニウムとビピリジニウムからなるマルチカラーエレクトロクロミックイオン液体の着色特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      白土 莞大, 浦中 宗聖, 田原 弘宣, 相樂 隆正, 村上 裕人
    • 学会等名
      第66回ポーラログフィおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバゾールとビオロゲンによるCT相互作用を示すレドックスイオン液体の合成と電気化学物性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大, 田原 弘宣, 相樂 隆正
    • 学会等名
      第66回ポーラログフィおよび電気分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 長崎大学 動的分子化学研究室

    • URL

      https://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/douteki/jp/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 長崎大学大学院工学研究科 動的分子化学研究室HP

    • URL

      https://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/douteki/jp/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/ht_

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 長崎大学大学院工学研究科 動的分子化学研究室

    • URL

      http://www.cms.nagasaki-u.ac.jp/lab/douteki/jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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