電解合成と電気泳動とのシナジー効果を利用した高分子材料創製

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H02796
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 稲木 信介 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70456268)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: バイポーラ電気化学 / 電解重合 / 導電性高分子 / イオン液体 / 濃厚電解液 / 電気化学発光 / ミセル電解

研究実績の概要

π共役高分子やレドックス活性高分子（以下、導電性高分子とよぶ）はその電荷移動特性や光学的特性、電気化学特性などから有機エレクトロニクスやエネルギーデバイスへの利用が期待されている。一方で、これらのデバイス実装を目指す上での成型プロセス（製膜・微細構造）は発展しているとは言い難く、有機エレクトロニクスの実現に向けた導電性高分子を配線する技術やエネルギーデバイス用に高表面積微細構造を作製する技術が必要とされている。本研究では、導電性高分子の合成とその効果的な成型プロセスまでを一貫して意識した新しい方法論の開発を目的とする。
具体的には、（１）モノマーの電気泳動効果を利用した高密度導電性高分子シリンダーの創出、ならびに（２）導電性高分子の薄膜状自発成長の方向制御、について課題を設定し、前年度までに（１）については一定の成果を得た。
本年度は、主に課題（２）について検討した。昨年度までに、バイポーラ電解重合における電解メディアとしてイオン液体や高濃度電解液を用いる検討を行っており、低電解質濃度系と同様に、導電性高分子のファイバーや薄膜の自発成長挙動を見出していたため、網羅的に検討することにより、イオン液体系でのバイポーラ電解重合に関する研究成果を論文発表するに至った。濃厚電解液系でのバイポーラ電気化学についても同様に進めており、電解室濃度と溶液物性の相関ならびに電解重合速度との関係について知見を蓄積することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Northwest University/Changchun Institute of Applied Chemistry(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Northwest University/Changchun Institute of Applied Chemistry
• [雑誌論文] A theoretical analysis of the reduction and lithiation of pillar[6]quinone (2023)
  • 著者名/発表者名: Hirohata Tomoki、Kawauchi Susumu、Tomita Ikuyoshi、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: Journal of Electroanalytical Chemistry 巻: 930 ページ: 117170
  • DOI: 10.1016/j.jelechem.2023.117170
  • 査読あり
• [雑誌論文] AC-Bipolar Electropolymerization of 3,4-Ethylenedioxythiophene in Ionic Liquids (2023)
  • 著者名/発表者名: Chen Zhenghao、Zhou Yaqian、Villani Elena、Shida Naoki、Tomita Ikuyoshi、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 39 ページ: 4450～4455
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.3c00120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ordered‐Structure‐Induced Electrochemical Post‐Functionalization of Poly(3‐(2‐ethylhexyl)thiophene) (2022)
  • 著者名/発表者名: Kurioka Tomoyuki、Komamura Takahiro、Shida Naoki、Hayakawa Teruaki、Tomita Ikuyoshi、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: Macromolecular Chemistry and Physics 巻: 223 ページ: 2100435～2100435
  • DOI: 10.1002/macp.202100435
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Flow Electrochemical Cell with Split Bipolar Electrode for Anodic Oxidation of Organic Compounds (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakagami Hiroki、Takenaka Hiroaki、Iwai Suguru、Shida Naoki、Villani Elena、Gotou Akihiro、Isogai Tomohiro、Yamauchi Akiyoshi、Kishikawa Yosuke、Fuchigami Toshio、Tomita Ikuyoshi、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: ChemElectroChem 巻: 9 ページ: e202200084
  • DOI: 10.1002/celc.202200084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electropolymerization without an electric power supply (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwai Suguru、Suzuki Taichi、Sakagami Hiroki、Miyamoto Kazuhiro、Chen Zhenghao、Konishi Mariko、Villani Elena、Shida Naoki、Tomita Ikuyoshi、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: Communications Chemistry 巻: 5 ページ: 66
  • DOI: 10.1038/s42004-022-00682-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Postfunctionalization of the main chain of Poly(3-hexylthiophene) via anodic C-H phosphonylation (2022)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Kohei、Kurioka Tomoyuki、Shida Naoki、Tomita Ikuyoshi、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 54 ページ: 1171～1178
  • DOI: 10.1038/s41428-022-00671-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photophysics and electrochemistry of ruthenium complexes for electrogenerated chemiluminescence (2022)
  • 著者名/発表者名: Villani Elena、Sakanoue Kohei、Einaga Yasuaki、Inagi Shinsuke、Fiorani Andrea
  • 雑誌名: Journal of Electroanalytical Chemistry 巻: 921 ページ: 116677～116677
  • DOI: 10.1016/j.jelechem.2022.116677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of luminescent patterns using aggregation‐induced emission molecules by an electrolytic micelle disruption approach (2022)
  • 著者名/発表者名: Zhou Yaqian、Villani Elena、Kurioka Tomoyuki、Zhang Yanyun、Tomita Ikuyoshi、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: Aggregate 巻: 4 ページ: e202
  • DOI: 10.1002/agt2.202
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Throughput Electrosynthesis of Gradient Polypyrrole Film Using a Single-Electrode Electrochemical System (2022)
  • 著者名/発表者名: Shi Yulin、Villani Elena、Chen Yequan、Zhou Yaqian、Chen Zhenghao、Hussain Altaf、Xu Guobao、Inagi Shinsuke
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 95 ページ: 1532～1540
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.2c04570
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 無給電電解反応の原理検証～電解重合反応を例に～ (2023)
  • 著者名/発表者名: 稲木 信介
  • 学会等名: 日本化学会 第103春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] Electrifying Synthesis: Toward Green Sustainable Organic Synthesis and Beyond (2022)
  • 著者名/発表者名: Inagi, S.
  • 学会等名: 2nd International Forum on Energy & Informatics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Organic Electrosynthesis without an Electric Power Supply: Electropolymerization of Aromatic Monomers (2022)
  • 著者名/発表者名: Inagi, S.; Iwai, S.; Villani, E.; Shida, N.; Tomita, I.
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-15) (Invited Lecture) Taichung, Taiwan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Bipolar Electropolymerization: Synergy of Electrophoresis and Electrolytic Reaction (2022)
  • 著者名/発表者名: Inagi, S.; Zhou, Y.; Shida, N.; Tomita, I.
  • 学会等名: German-Japanese Symposium on Electrosynthesis 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Bipolar Electrolytic Micelle Disruption Method: Fabrication of Gradient and Patterned Organic Thin Films (2022)
  • 著者名/発表者名: Inagi, S.; Zhou, Y.; Shida, N.; Tomita, I.
  • 学会等名: 241st ECS meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Bipolar Electropolymerization Driven by a Streaming Potential (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwai, S.; Shida, N.; Tomita, I.; Inagi, S.
  • 学会等名: German Japanese Symposium on Electrosynthesis 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Facile Synthesis and Electrochemical Properties of Pillar[6]quinone (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirohata, T.; Shida, N.; Ogoshi, T.; Tomita, I.; Inagi, S.
  • 学会等名: German Japanese Symposium on Electrosynthesis 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Electrochemical Phosphonylation of π-Conjugated Polymers (2022)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, K.; Kurioka, T.; Shida, N.; Tomita, I.; Inagi, S.
  • 学会等名: 241st ECS meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Electropolymerization of Aromatic Monomers Using Streaming Potentials (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwai, S.; Shida, N.; Tomita, I.; Inagi, S.
  • 学会等名: 241st ECS meeting
  • 国際学会
• [学会発表] バイポーラ電解法による機能性高分子材料創製 (2022)
  • 著者名/発表者名: 稲木 信介
  • 学会等名: 相模高分子セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] バイポーラ電解反応システムが拓くサステイナブル合成 (2022)
  • 著者名/発表者名: 稲木 信介
  • 学会等名: GSCセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] バイポーラ電解法による有機・高分子材料のパターニング (2022)
  • 著者名/発表者名: 稲木 信介
  • 学会等名: 日本化学会第73回中国四国産学連携化学フォーラム
  • 招待講演
• [図書] Electrogenerated Chemiluminescence in Functional Redox Chemistry Sustainable and Functional Redox Chemistry, S. Inagi (ed.) Chapter 15 (2022)
  • 著者名/発表者名: Elena Villani, Shinsuke Inagi
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Royal Society of Chemistry
• [図書] Electrogenerated Chemiluminescence in Functional Redox Chemistry Sustainable and Functional Redox Chemistry, S. Inagi (ed.) Chapter 11 (2022)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shida, Shinsuke Inagi
  • 総ページ数: 25
  • 出版者: Royal Society of Chemistry
• [備考] 稲木研究室 出版物
  • URL: http://www.echem.titech.ac.jp/~inagi/publications.html
• [備考] 東京工業大学リサーチリポジトリ
  • URL: https://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherpublicationlist.cgi?q_researcher_content_number=CTT100510967