ABA型ブロックポリチオフェンの合成と導電性熱可塑性エラストマーの開発

• 研究課題/領域番号: 26620172
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 東原 知哉 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (50504528)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: ブロック共重合体 / 半導体高分子 / エラストマー / ポリチオフェン / シロキサン / 熱可塑性エラストマー / 相分離構造 / 半導体 / 重縮合

研究成果の概要

本研究では、伸縮性のある有機エレクトロニクス材料開発の一環として、世界初となる主鎖がπ共役ユニットで繋がった導電性熱可塑性エラストマーの開発を目的とした。今回初めて開発に成功したABA型全共役ブロックポリチオフェンは、ナノレベルで良好に相分離し、かつポリ(3-ヘキシルチオフェン)（P3HT＝A）ドメイン内において規則正しく並んだ結晶性を示し、一種の階層構造を構築することが明らかとなった。このような階層構造において、P3HT結晶ドメインが半導体熱可塑性エラストマーの物理架橋ユニットとして振る舞うと期待される。

研究成果

• [国際共同研究] 国立台湾大学(台湾)
• [雑誌論文] Synthesis and FET Characterization of Novel Ambipolar and Low-bandgap Naphthalene-diimide-based Semiconducting Polymers (2016)
  • 著者名/発表者名: Seijiro Fukuta, Hung-Chin Wu, Tomoyuki Koganezawa, Yukou Isshiki, Mitsuru Ueda, Wen-Chang Chen, and Tomoya Higashihara
  • 雑誌名: J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 巻: 54 号: 3 ページ: 359-367
  • DOI: 10.1002/pola.27782
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequentially Different AB Diblock and ABA Triblock Copolymers as P3HT:PCBM Interfacial Compatibilizers for BHJ Photovoltaics (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Fujita, T. Michinobu, S. Fukuda, T. Koganezawa, T. Higashihara
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 8 号: 8 ページ: 5484-5492
  • DOI: 10.1021/acsami.5b12437
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of All-conjugated Hard-soft-hard ABA Triblock Copolythiophene (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Miyane, Hideharu Mori, and Tomoya Higashihara
  • 雑誌名: Microsyst. Technol. 巻: 22 号: 1 ページ: 3-10
  • DOI: 10.1007/s00542-015-2627-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nonstoichiometric Stille Coupling Polycondensation for Synthesizing Naphthalene-Diimide-Based π-Conjugated Polymers (2015)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Goto, Shinji Ando, Mitsuru Ueda, Tomoya Higashihara
  • 雑誌名: ACS Macro Letters 巻: 4 号: 9 ページ: 1004-1007
  • DOI: 10.1021/acsmacrolett.5b00532
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation of stoichiometry in reactants for atom-economical synthesis of regioregular poly(3-hexylthiophene) with low dispersity using zincate complex of tBu4ZnLi2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Goto, Hideharu Mori, Mitsuru Ueda, Tomoya Higashihara
  • 雑誌名: Microsystem Technology 巻: 22 号: 1 ページ: 39-44
  • DOI: 10.1007/s00542-015-2643-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of ABC-Type Asymmetric Star Polymers Comprised of Poly(3-hexylthiophene), Polystyrene, and Poly(2-vinylpyridine) Segments (2015)
  • 著者名/発表者名: Higashihara, T.; Ito, S.; Fukuta, S.; Koganezawa, T.; Ueda, M.; Ishizone, T.; Hirao, A.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 号: 1 ページ: 245-255
  • DOI: 10.1021/ma5023814
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of Ctalyst Loading Amount on the Synthesis of Poly(3-hexylthiophene) via Externally Initiated Kumada Catalyst-Transfer Polycondensation (2014)
  • 著者名/発表者名: Jin Wang and Tomoya Higashihara
  • 雑誌名: Front. Mater. Sci. 巻: 8 ページ: 383-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled synthesis of low-polydisperse regioregular poly(3-hexylthiophene) and related materials by zincate-complex metathesis polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Higashihara, E. Goto
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 46(Advance online publication) 号: 7 ページ: 381-390
  • DOI: 10.1038/pj.2014.14
  • NAID: 40020109494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precision Synthesis of Regioregular Poly(3-hexylthiophene) with Low Dispersity Using Zincate Complex Catalyzed by Nickel with Ligand of 1,2-Bis(dicyclohexylphosphino)ethane (2014)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Goto, Saki Nakamura, Susumu kawauchi, Hideharu Mori, Mitsuru Ueda and Tomoya Higashihara
  • 雑誌名: J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 巻: 52 号: 16 ページ: 2287-2296
  • DOI: 10.1002/pola.27243
  • 査読あり
• [学会発表] Architectural Design of π-Conjugated Polymers for Organic Electronics (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Higashihara
  • 学会等名: Hangyang University and Yamagata University Mini Workshop 2016
  • 発表場所: Yamagata Univeristy, Japan
  • 年月日: 2016-01-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] π共役系高分子の精密合成と有機エレクトロニクスへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東原 知哉
  • 学会等名: 高分子学会東北支部講演会
  • 発表場所: 山形大学・米沢キャンパス
  • 年月日: 2015-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] π共役系高分子材料合成の精密制御と有機エレクトロニクスへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東原 知哉
  • 学会等名: 第23回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
  • 発表場所: 秋田県仙北市・田沢湖（プラザホテル山麓荘）
  • 年月日: 2015-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] 半導体高分子の精密合成～非等モル条件下におけるAA+BB型重縮合系～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 東原 知哉
  • 学会等名: 2015 高分子学会東北支部研究発表会
  • 発表場所: 秋田大学・国際資源学部付属鉱業博物館３階講堂
  • 年月日: 2015-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] π共役系高分子の精密合成と電子デバイスへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東原 知哉
  • 学会等名: 関東高分子若手研究会2015ミニシンポジウム
  • 発表場所: 仙台・秋保温泉・岩沼屋
  • 年月日: 2015-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] 理想的な相互進入型有機薄膜太陽電池を目指した半導体ブロックポリマー群の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東原 知哉
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 仙台・東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Characterization of Well-defined Polythiophenes and Their Derivatives with Narrow Molecular Weight Distribution (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Higashihara
  • 学会等名: Yamagata University-France-Brazil Advanced Polymer Chemistry Symposium in Yonezawa
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2015-06-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 相互侵入型相分離ポリマーの合成と3Dナノ構造有機薄膜太陽電池への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉
  • 学会等名: 第3回領域公開シンポジウム
  • 発表場所: 一条ホール（東京大学 弥生講堂）
  • 年月日: 2015-01-13 – 2015-01-14
  • 招待講演
• [学会発表] Precision Synthesis of Regioregular Poly(3-hexylthiophene) with Low Dispersity Using Zincate Complex Intermediates (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Higashihara and Eisuke Goto
  • 学会等名: 2014 Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium (TJBPS)
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] 有機太陽電池用高分子材料の設計・合成とモルフォロジー制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東原知哉
  • 学会等名: 第42回東北地区若手研究会夏季ゼミナール
  • 発表場所: 山形県山形市蔵王温泉 ホテルルーセントタカミヤ
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-07-30
  • 招待講演
• [備考] 東原研究室HP
  • URL: http://higashihara-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/
• [備考] 東原研究室
  • URL: http://higashihara-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/