透明低密度有機高分子の薄膜化と光学材料への展開

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350099
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 長井 圭治 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (30280803)
• 連携研究者: 彌田 智一 東京工業大学, フロンティア研究機構, 教授 (90168534) ; 波多野 慎悟 高知大学, 理学部, 助教 (70397157) ; 阿部 敏之 弘前大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20312481) ; 乗松 孝好 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (50135753)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 高分子機能材料

研究概要

低密度高分子材料の用途は広く、歴史も長いがエアロゲル法の導入により100nmのレベルまで微細化され、可視光が散乱されなくなり、「透明低密度材料」が実現している。しかし、有機高分子の例は多くない。本研究によって、そのサイズを10nm程度にまで微細化することに成功した。その支配因子について、エアロゲル前駆体のゲル化過程に着目して、検討を行った結果、溶媒と高分子との相互作用の強さを変えることが、キープロセスであることを明らかにした。また、光学材料化に関しては、おもに有機半導体p-n接合体の光触媒化とその透明高分子材料への担持について進め、有機アミン、アミド、アルデヒド、チオールといった揮発性有機物の二酸化炭素への無機化分解を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] 有機太陽電池の活 性層を用いた全可視光応答光触媒-汚濁物質分解・水分解へむけて?"(Full-spectrum-visible-light photocatalyst based on the active layer of an organic solar cell-towards water splitting and volatile molecule degradation-) (2013)
  • 著者名/発表者名: 長井圭治,阿部敏之
  • 雑誌名: 高分子論文集KOBUNSHI RONBUNSHU Japanese Journal of Polymer Science and Technology 巻: (in press) ページ: 70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectrode Characteristics of Partially Hydrolyzed Aluminum Phthalocyanine Chloride/Fullerene C60 Composite Nanoparticles Working in a Water Phase (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuai Zhang, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai*
  • 雑誌名: Molecules 巻: 17(9) ページ: 10801-10815
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Decomposition ofN-methyl-2-pyrrolidone, Aldehydes, and Thiol by Biphase and p/n Junction-like Organic Semiconductor Composite Nanoparticles Responsive to Full Spectrum of Visible Light (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuai Zhang, Prabhakarn Arunachalam, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai*
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. Part A Photochem 巻: 244 ページ: 18-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and characterization of Biphasic Vanadyl phthalocyanine and C60 composite nanoparticles through a reprecipitation process (2012)
  • 著者名/発表者名: Arunachalam Prabhakarn, Shuai Zhang, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai*
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 37[2] ページ: 205- 208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic Semiconductor Nanoparticles with Heterojunctions Composed of Fullerene C60 and Zinc Phthalocyanine and Their Application to Visible-Light-Responsive Photocatalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuai Zhang, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda, Takayoshi Norimatsu, and Keiji Nagai*
  • 雑誌名: Transactions of the Materials ResearchSociety of Japan 巻: 36[2] ページ: 177-181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Nd:YAG Laser Energy on Multilayer Hollow Nanofiber Target's Extreme Ultraviolet Conversion Efficiency (2011)
  • 著者名/発表者名: Liqin Ge*, Jianyu Ji, Lingling Bai, Teng Fei, Weichen Wang, Keiji Nagai, Hiroaki Nishimura, Yasukazu Izawa, Kunioki Mima& Takayoshi Norimatsu
  • 雑誌名: J. Macromol. Sci. Part B Phys. 巻: 50(9) ページ: 1761-1770
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectrochemical and Photocatalytic Properties of Biphasic Organic p- and n-Type Semiconductor Nanoparticles Fabricated by a Reprecipitation Process (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuai Zhang, Ryohei Sakai, Toshiyuki Abe, Tomokazu Iyoda,Takayoshi Norimatsu,and Keiji Nagai*
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 3 (6) ページ: 1902-1909
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monolithic and Low-Density (<50 mg/cm3) Metal Oxides Fabricated Using Electrospinning: Vanadium Oxide and Copper Oxide Examples (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagai*, Kohei Miyamoto, To mokazu Iyoda, Cao Pan, Zhongze Gu
  • 雑誌名: Fusion Sci. Technol 巻: 59 (1) ページ: 216-220
  • 査読あり
• [学会発表] FULL-SPECTRUM VISIBLE-LIGHT-RESPONSIVE ORGANOPHOTOCATALYST FILM (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagai, Prabhakarn Arunachalam, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
  • 学会等名: International Symposium on Polymer Chemistry (PC2012)
  • 発表場所: ChangChun
  • 年月日: 20120602-0606
• [学会発表] Low density plastics target fabrication and its deuteration for laser-induced D-D reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagai, Ayumi Hatano
  • 学会等名: Workshop on Ashura (Asia laser plasma) Project 2011
  • 発表場所: Kanazawa ANA Crown hotel
  • 年月日: 20111125-1130
• [学会発表] フロログルシノールとフロログ ルシノールカルボン酸を用いたフェノー ル樹脂由来多孔質ゲルの合成とナノ構造に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 幡野亜由美、波多野慎悟、彌田智一、長井圭治
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] Influences of the affinity between exchange solvents and organic aerogels consisting of phenols and formaldehyde (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Hatano, Shingo Hadano, Tomokazu Iyoda, and Keiji Nagai
  • 学会等名: The 18th China-Japan Bilateral Symposium on Intelligent Electrophotonic Materials and Molecular Electronics (SIEMME'18) 2011
  • 発表場所: Tianjin
  • 年月日: 20110916-0918
• [学会発表] Full-Spectrum Visible-Light-Responsive Organophotocatalyst Film for Removal and Degradation of Low Concentration Volatile molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagai, Yuzuri Yasuda, Ichirou Kimishima, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
  • 学会等名: The 18th China-Japan Bilateral Symposium on Intelligent Electrophotonic Materials and Molecular Electronics (SIEMME'18) 2011
  • 発表場所: Tianjin
  • 年月日: 20110916-0918
• [学会発表] PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF VOLATILE ORGANIC CCOMPOUNDS BY ORGANIC SEMICONDUCTORS WITH P-N JUNCTION RESPONSIVE TO FULL-SPECTRUM VISIBLE LIGHT (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagai
  • 学会等名: INV-S13-11, The 14th Asian Chemical Congress 2011 (14 ACC) 2011
  • 発表場所: Bangkok
  • 年月日: 20110905-0908
• [学会発表] Transparent adsorbent materials consisting of cellulose derivatives (2011)
  • 著者名/発表者名: Risa Arai and Keiji Nagai
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISIMME'6) 2011
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 20110606-0609
• [学会発表] Degradation of Organic Compounds Using Organophotocatalyst with p-n Junction Responsive to Full-Spectrum Visible Light (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagai, Shuai Zhang,Yuzuri Yasuda, Ichirou Kimishima, Tomokazu Iyoda, Toshiyuki Abe
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering(ISIMME'6) 2011
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 20110606-0609
• [学会発表] Effect of solvent exchange in preparation of aerogels consisting of resorcinol and phloroglucinol carboxylic acid (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayumi HATANO, Shingo HADANO, Tomokazu IYODA, Keiji NAGAI
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering (ISIMME'6) 2011
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 20110606-0609
• [学会発表] フロログルシノールとフロログルシノールカルボン酸を用いたフェノール樹脂由来多孔質ゲルの合成と化学構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 幡野亜由美、波多野慎悟、彌田智一、長井圭治
  • 学会等名: 第60回高分子年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 20110524-27
• [学会発表] セルソース誘導体エアロゲルによるホルムアルデヒドの吸着 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒井理沙、彌田智一、長井圭治
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-28
• [備考] 東京工業大学彌田・長井研究室ホームページ
  • URL: http://ime.res.titech.ac.jp/