| 研究課題/領域番号 |
18J23477
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
服部 優佑 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| キーワード | 共役高分子 / 被覆 / 凝集 / 低温測定 |
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| 研究実績の概要 |
被覆共役高分子の凝集挙動をより包括的に調べるため、以前から取り扱っていたポリ(パラフェニレンエチニレン)誘導体だけではなくポリアセチレンを主鎖とした誘導体の研究を行い、その成果を学術論文にまとめた。最もシンプルなパイ共役高分子であるポリアセチレンは、極度に低い溶解性のために精密な高分子骨格の制御が困難であった。π共役高分子の固体薄膜における発光や電子伝導などの光電子特性を最適化するためには、固体凝集状態での主鎖骨格の配向を制御する必要がある。溶液プロセスによる成膜を前提とすると、固体凝集構造は溶液中での凝集構造がよく反映され、さらにその溶液中における凝集体の秩序性は孤立鎖の骨格構造に依存する。ゆえに溶液中で孤立鎖の主鎖骨格を制御することで、秩序構造凝集体の形成が可能となる。本年度は、側鎖を導入した可溶性ポリアセチレンであるpoly(cyclopentenylene-vinylene)（PCPV）誘導体を用いて、孤立鎖の骨格構造と凝集挙動の相関を調べた。このPCPVは溶液下での光照射（aging）によりランダムコイル状からロッド状の鎖へと構造転移することが既に知られており、本研究に適した化合物だと判断した。また凝集挙動を制御するために、側鎖として対称にアルキル基を持つ既報の C6-C6 と、非対称にアルキル基とフルオロアルキル基を持つ C6-C2F4、C6-C1F5 を新規に合成し、凝集挙動を温度変調電子吸収スペクトル測定により調べ、その挙動が側鎖置換様式に強く依存することを見出した。C6-C2F4、C6-C1F5 のaging後では低温において秩序構造凝集体の形成が確認され、孤立鎖の骨格構造及び側鎖の凝集エンタルピーの違いによる希薄溶液中での凝集挙動の差異を見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新たに取り組んだポリアセチレン誘導体において、温度可変測定を用いることで凝集挙動と吸収スペクトルの相関を体系的に調べることができ、一定の成果が得られたと考えている。この知見・手法は以前より取り組んでいるポリ(パラフェニレンエチニレン)の系にも適応できるため、次年度からの検討に活かしていく。
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| 今後の研究の推進方策 |
ポリ(パラフェニレンエチニレン)誘導体に関する研究を推し進めていく。環状側鎖だけを有するモノマーのみで重合したポリマーは、隣接モノマーの立体規則性によっては著しく溶解性が低下することが今年度の実験で確認されており、環状側鎖を有しながら主鎖の持続長を保った平面性の高いポリマーの生成が可能であることを示唆している。次年度は、環状構造中にさらに直鎖を導入したモノマーを新たに設計し、高分子の溶解性を担保しつつ高い持続長を持ったポリ(パラフェニレンエチニレン)誘導体を合成し、その電子的性質および溶液中での凝集挙動の解明、さらには固体中での性質について実験的に明らかにしていく予定である。
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