導電性高分子ナノファイバーを用いた熱電変換マイクロモジュールの開発

• 研究課題/領域番号: 23350111
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 下村 武史 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40292768)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2012年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2011年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
• キーワード: 高分子機能材料 / 熱電変換 / 導電性高分子 / ナノファイバー / 高分子構造・物性 / 有機導体 / ナノインプリント / ポリチオフェン

研究概要

本研究の目的はポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）ナノファイバーの熱電変換性能を調査し、それを用いたフレキシブル熱電変換シートモジュールを試作・評価することである。
ＰＡＴナノファイバーのマットおよびナノファイバーコンポジットフィルムのゼーベック係数および導電率の評価を行った。その結果、熱電変換特性が観測され、ナノファイバー化していないフィルムと比較して、性能向上が確認された。しかし、これはナノファイバーの導電率が高いことに起因し、量子細線効果はみられなかった。
ラミネートフィルムに電極およびナノファイバーを塗布して、フレキシブルな熱電変換シートモジュールの作製を行い、熱電変換特性を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Insulator surface modification of field-effect transistor using isolated poly(3-hexylthiophene) nanofiber (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miki, Y. Murasawa, B. Aronggaowa, Y. Ota, S. Heike, T. Hashizume, T. Shimomura
  • 雑誌名: Synth. Met. 巻: Vol.75 ページ: 200-204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transparent Conductive Films Fabricated from Polythiophene Nanofibers Composited with Conventional Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: B. Aronggaowa, Y. Toda, N. Ito, K. Shikinaka, T. Shimomura
  • 雑誌名: Polymers 巻: Vol. 5(4) ページ: 1325-1338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Study of the Initial Crystallization Processes of Poly(3-hexylthiophene) in Solution : Ordering Dynamics of Main Chains and Side Chains (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takizawa, T. Shimomura, T. Miura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: Vol.117(20) ページ: 6282-6289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thin, transparent conductive films fabricated from conducting polymer nanofibers (2013)
  • 著者名/発表者名: B. Aronggaowa, M. Kawasaki, T. Shimomura
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: Vol.45(8) ページ: 819-823
  • NAID: 10031188164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transparent Conductive Films Fabricated from Polythiophene Nanofibers Composited with Conventional Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: B. Aronggaowa, M. Kawasaki, T. Shimomura
  • 雑誌名: Polymers 巻: 54 号: 4 ページ: 1325-1338
  • DOI: 10.3390/polym5041325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulator surface modification of field-effect transistor using isolated poly(3-hexylthiophene) nanofiber (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Miki, Y. Murasawa, B. Aronggaowa,Y. Ota, S. Heike, T. Hashizume and T. Shimomura
  • 雑誌名: Synth. Met. 巻: 75 ページ: 200-204
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2013.05.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Study of the Initial Crystallization Processes of Poly(3-hexylthiophene) in Solution: Ordering Dynamics of Main Chains and Side Chains (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takizawa, T. Shimomura, T. Miura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 117 号: 20 ページ: 6282-6289
  • DOI: 10.1021/jp400308b
  • 査読あり
• [雑誌論文] 導電性高分子単一ナノワイヤの電気物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田 豊
  • 雑誌名: 日本画像学会誌 巻: 52 ページ: 34-42
• [雑誌論文] Microscopic Conduction Pathways of Poly (3-hexylthiophene) Nanofibers Embedded in Polymer Film (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshida, M. Kawasaki, Y. Toda, S. Yamashita, T. Shimomura
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: Vol.44(5) ページ: 371-374
  • NAID: 10030598076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Convenient Fabrication of Fine Electrodes for Electric Measurement of Nanofibers by Nanoimprint Lithography (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Iwai, K. Yoshida, S. Heike, T. Hashizume, T. Shimomura
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: Vol.51(3)
  • NAID: 210000140317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Convenient Fabrication of Fine Electrodes for Electric Measurement of Nanofibers by Nanoimprint Lithography (2012)
  • 著者名/発表者名: Hisanao Iwai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 号: 3R ページ: 030204-030204
  • DOI: 10.1143/jjap.51.030204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic conduction pathways of poly (3-hexylthiophene) nanofibers embedded in polymer film (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken-ich Yoshida
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 44 号: 5 ページ: 371-374
  • DOI: 10.1038/pj.2012.1
  • 査読あり
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーコンポジットフィルムの電気物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下村武史, 伊藤恭将
  • 学会等名: 第61回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換モジュールの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 涌井純馬, 山下想子, 樋浦翔悟, 太田豊, 下村武史
  • 学会等名: 第61回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの熱電変換特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 樋浦翔悟, 山下想子, 太田豊, 下村武史
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋期学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの熱電変換特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下想子, 太田豊, 下村武史
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 樋浦翔悟, 岩井久尚, 山下想子, 太田豊, 下村武史
  • 学会等名: 第60回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Carrier Transport in Isolated Conducting Polymer Nanofibers Made by Whisker Formation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shimomura
  • 学会等名: Nano S&T-2012
  • 発表場所: Quintao, China
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの熱電変換特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下想子, 太田豊, 下村武史
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩井久尚, 山下想子, 下村武史
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩井久尚, 下村武史
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] 導電性高分子の自己組織化によるナノファイバー形成と分子素子への応用展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 学会等名: 日本化学会春季年会(ATPセッション)
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 導電性高分子の自己組織化によるナノファイバー形成と分子素子への応用展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応大学(神奈川県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] ナノインプリントリソグラフィーによる微細電極作製とFET測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩井久尚
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] 透明導電性高分子ナノファイバーフィルムの特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿栄高娃
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] 孤立ポリチオフェンナノファイバーのキャリア輸送特性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村沢義寛
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] 相分離構造を有する高分子の走査プローブ顕微鏡による表面電位計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川崎正博
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] ゲート絶縁膜表面修飾した導電性高分子ナノファイバー1本レベルのFET特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三木健生
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] 透明性を有する導電性高分子ナノファイバー膜の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿栄高娃
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] ゲート絶縁膜表面修飾した導電性高分子ナノファイバーのFET特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三木健生
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーコンポジットフィルムの電気物性
  • 著者名/発表者名: 下村武史，伊藤恭将
  • 学会等名: 第61回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換モジュールの開発
  • 著者名/発表者名: 涌井純馬，山下想子，樋浦翔悟，太田豊，下村武史
  • 学会等名: 第61回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] ナノインプリントを用いたポリチオフェンナノファイバーの配向制御
  • 著者名/発表者名: 塚田涼太，串聡志，下村武史
  • 学会等名: 第61回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの熱電変換特性
  • 著者名/発表者名: 樋浦翔悟，山下想子，太田豊，下村武史
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋期学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの結晶核形成過程における分子動力学シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 滝澤佑美，三浦俊明，下村武史
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋期学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの熱電変換特性
  • 著者名/発表者名: 山下想子，太田豊，下村武史
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの構造と物性との関係
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの構造形成過程における分子動力学シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 滝澤佑美，三浦俊明，下村武史
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] 溶媒蒸気アニール法によるポリチオフェン誘導体ナノファイバーの形成とキャリア輸送特性
  • 著者名/発表者名: 鯨井秀文，太田豊，下村武史
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの配向制御と電気物性
  • 著者名/発表者名: 串聡志，太田豊，下村武史
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーとそのコンポジットフィルムの物性評価
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 学会等名: 第112回プラスチックフィルム研究会
  • 発表場所: 龍谷大学セミナーハウス
  • 招待講演
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーコンポジットフィルムのFET特性
  • 著者名/発表者名: 下村武史，伊藤恭将，川崎正博
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバー構造形成過程における分子動力学シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 滝澤佑美，三浦俊明，下村武史
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの熱電変換特性
  • 著者名/発表者名: 山下想子，太田豊，下村武史
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換特性の評価
  • 著者名/発表者名: 岩井久尚
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 導電性ナノファイバーコンポジットフィルムの電気物性
  • 著者名/発表者名: 戸田ゆりこ
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 孤立ポリチオフェンナノファイバーのキャリア移動度の温度依存性
  • 著者名/発表者名: 村沢義寛
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 導電性ナノファイバーコンポジットフィルムの導電経路観察
  • 著者名/発表者名: 川崎正博
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] ドーピングした導電性ナノファイバーコンポジットフイルムを用いた透明導電膜の開発
  • 著者名/発表者名: 阿栄高娃
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 溶媒アニールを施したポリチオフェンナノファイバーのキャリア輸送特性の評価
  • 著者名/発表者名: 村沢義寛
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換特性の評価
  • 著者名/発表者名: 岩井久尚
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] 導電性ナノファイバーコンポジットフィルムの導電経路と電気伝導の関係
  • 著者名/発表者名: 川崎正博
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバー1本のFET特
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの構造形成とFET 評価
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 学会等名: 高分子有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 化学会館（東京）
  • 招待講演
• [学会発表] 孤立ポリチオフェンナノファイバーのキャリア移動度の温度依存性
  • 著者名/発表者名: 村沢義寛
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学文京キャンパス
• [学会発表] ポリチオフェンナノファイバーの熱電変換特性の評価
  • 著者名/発表者名: 岩井久尚
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学文京キャンパス
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーコンポジットフィルムの導電ネットワークと電気物性の関係
  • 著者名/発表者名: 川崎正博
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学文京キャンパス
• [学会発表] ナノインプリントを用いた導電性ナノファイバーコンポジットフィルムの開発
  • 著者名/発表者名: 戸田ゆりこ
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバー構造形成過程における分子動力学シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 滝澤佑美
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 相補型半導体ナノファイバーコンポジットフィルムの導電経路と電気伝導の関係
  • 著者名/発表者名: 伊藤恭将
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバーの熱電変換特性
  • 著者名/発表者名: 山下想子
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Carrier Transport in Isolated Conducting Polymer Nanofibers Made by Whisker Formation
  • 著者名/発表者名: Takeshi Shimomura
  • 学会等名: Nano S&T-2012
  • 発表場所: Kempinski Hotel (Quintao, China)
  • 招待講演
• [学会発表] 導電性高分子ナノファイバー構造形成過程における分子動力学シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 滝澤佑美
  • 学会等名: 高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会合同討論会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [学会発表] Transparent conductive thin films based on polythiophene nano fibers
  • 著者名/発表者名: Aronggaowa
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer Conference
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [図書] "導電性高分子単一ナノファイバーの電気物性", 導電性ポリマー材の高機能化と用途開発最前線 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 出版者: エヌ・ティー・エス, 東京
• [図書] 導電性ポリマー材の高性能化と用途開発最前線 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下村武史 他38名
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [図書] PEDOTナノファイバー", PEDOT の材料物性とデバイス応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下村武史, 佐光貞樹, 伊藤耕三
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー, 東京
• [図書] PEDOTの材料物性とデバイス応用(奥崎秀典編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー
• [図書] "原子操作による導電性分子デバイス", 日本表面科学会編, 現代表面科学シリーズ表面新物質創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下村武史, 伊藤耕三
  • 出版者: 共立出版, 東京
• [図書] 表面新物質創製(日本表面科学会編) (2011)
  • 著者名/発表者名: 下村武史
  • 出版者: 共立出版
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/%7Esimo/Publicationsv2.html
• [備考] Shimomura Lab. TOP
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/%7Esimo/index.html
• [備考] Shimomura Lab. TOP
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/%7Esimo/
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/%7Esimo/index.html