| 研究課題/領域番号 |
25810120
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
大谷 政孝 独立行政法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 特別研究員 (20585004)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 電気化学 / 酸化還元 / 表面開始重合 / 有機界面 / 異種界面接合 |
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| 研究概要 |
有機高分子を基盤とする薄膜材料において、その集積構造の精密な設計・構築は、個々の分子本来の特性と並び、得られる材料の性能を左右する決定的な要因となる。特に、近年活発に研究開発されている有機薄膜太陽電池などの有機高分子を用いた薄膜デバイスにおいては、薄膜界面構造の高密度化と配向を制御する手法の開発が極めて重要である。本申請課題では、電気化学的刺激のスイッチングのみで、異なる特性を示す高分子鎖を簡便かつ機能的に基板上へ配置する新たな手法を開拓することを目的としている。初年度は、本計画の基盤的技術となる表面開始重合の電気化学的制御について検討を行った。具体的には、本課題の鍵となる電極界面での①還元反応に基づく表面開始重合と②酸化反応に基づく電解重合について、基板界面での反応について詳細に検討した。それぞれの重合反応について、印加電圧・電流量・反応速度等の観点から詳細に調べ、電極界面の反応活性種の生成・失活を精密に制御することを目指した。その結果、印可した酸化還元電流に応じて、基板表面で重合触媒の活性をON/OFFし、高分子鎖長・膜厚を容易に制御することが可能となった。また、基板表面に修飾する重合開始点の密度を、修飾剤の分子構造の嵩高さ・混合比率を変えることで厳密に制御できることを明らかにした。一連の成果は、電気化学的な制御だけで性質の異なる高分子鎖を独立して同一基板上へ構築するための基礎的な知見として非常に有用なものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本計画の鍵となる基礎的な知見は、これまでの研究においてほぼ達成された。また、計画当初に懸念された問題点についても、表面処理・化学修飾・反応条件を最適化することで解決の見通しがついた。おおむね計画通りに進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初計画の通り、これまでに確立した表面開始重合反応の知見を元に、異なる２種類の電極界面反応を利用してナノスケールの緻密さを持った異種接合高分子薄膜を作成する。得られた複合薄膜は、構造および物性について各種分光解析により総合的に評価し、主鎖・側鎖構造の設計へと適宜フィードバックすることで、高密度な異種接合高分子薄膜の構築を目指す。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
消耗品の購入費用として計上していた物品費の一部が現有機器・試薬の利用により不要であったため。また、当初計画していた学会参加を中止したため旅費に未使用額が生じた。
次年度の研究計画を迅速に遂行するため、未使用額は消耗品の購入費および学会発表の旅費として使用する。
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