マルチヘテロ接合によるフルカラーエレクトロクロミックデバイス

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26620201
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 松井 淳 山形大学, 理学部, 准教授 (50361184)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: エレクトロクロミズム / 階層構造 / 交互積層

研究実績の概要

エレクトロクロミズムとは外部から印加される電圧により色が可逆的に変化する現象であり、フルカラー電子ペーパーへの応用へ向け、多色化技術の確立が求められている。これまでの研究によりレドックス伝導材料であるRu 錯体を導入したカチオン性高分子(p(CM/Ru))とエレクトロクロミック材料であるプルシアンブルー(PB)ナノ粒子を用い、高分子電解質の静電相互作用を用いた Layer-by-Layer(LbL)法により積層することで多色エレクトロクロミズムを達成した。そこで、本研究では電気化学的な手法による系の可逆化を目的とした。水分散性PBナノ粒子分散液とp(CM/Ru)は既報により合成し、対イオンとなる高分子電解質は市販のポリエチレンイミン(PEI)およびポリアクリル酸ナトリウム(PAA)を用いた。Ru/PBハイブリッド薄膜はLbL法によりITO基板上にp(CM/Ru)とPAAを3層積層させ、その上にPBとPEIを3層積層し、その電気化学特性を検討した。Ru/PBハイブリッド薄膜のサイクリックボルタモグラムは1.1 V(vs Ag/AgCl)に大きな酸化電流が観測されたのに対し、これに対する還元電流は非常に小さかった。これは外側のPBが触媒的に酸化され、プルシアンイエロー(PY)になったことを示している。以前までの研究ではこのPYを還元することは出来なかったが、本年度は系中の酸素をメディエータとすることで、PYを還元することに成功した。この変化は吸収スペクトルにより確認でき、多色エレクトロクロミズムの可逆化に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] JOHANNES KEPLER UNIVERSITY LINZ(Austria)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: JOHANNES KEPLER UNIVERSITY LINZ
• [雑誌論文] In-plane oriented highly ordered lamellar structure formation of poly(N-dodecylacrylamide) induced by humid annealing. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, Y.; Sato, T.; Goto, R.; Nagao, Y.; Mitsuishi, M.; Nagano, S.; Matsui, J.,
  • 雑誌名: RSC Adv 巻: 7 ページ: 6631-6635
  • DOI: 10.1039/c6ra27994e
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Organic Microboxes Prepared by Self-assembly of a Charge-transfer Dye. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toba, A.; Matsui, J.; Nakayama, K.-i.; Yoshida, T.; Yumusak, C.; Stadler, P.; Sharber, M. C.; White, M. S.; Sariciftci, N. S.; Masuhara, A.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 ページ: 557-559
  • DOI: 10.1246/cl.161191
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thermal Stability of Oxidized Single-Walled Carbon Nanotubes: Competitive Elimination and Decomposition Reaction Depending on the Degree of Functionalization. (2016)
  • 著者名/発表者名: Maeda, Y.; Sone, E.; Nishino, A.; Amagai, Y.; Wang, W. W.; Yamada, M.; Suzuki, M.; Matsui, J.; Mitsuishi, M.; Okazaki, T.; Nagase, S
  • 雑誌名: Chemistry A European Journal 巻: 22 ページ: 15373-15379
  • DOI: 10.1002/chem.201602944
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] C60nanocrystals thin film with controlled density. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morizane, S.; Matsukawa, T.; Matsui, J.; Masuhara, A.,
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 巻: 629 ページ: 243-247
  • DOI: 10.1080/15421406.2015.1096494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton Conductivities of Lamellae-Forming Bioinspired Block Copolymer Thin Films Containing Silver Nanoparticles. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yabu, H.; Matsui, J.; Hara, M.; Nagano, S.; Matsuo, Y.; Nagao, Y.,
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 32 ページ: 9484-9491.
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b02521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly oriented poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) ultrathin films with improved ferroelectricity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhu, H.; Yamamoto, S.; Matsui, J.; Miyashita, T.; Mitsuishi, M
  • 雑誌名: RSC Adv 巻: 6 ページ: 32007-32012
  • DOI: 10.1039/c6ra03785b
  • 査読あり
• [学会発表] "Photoconductive properties of charge transfer crystals for organic solar cells application. " (2016)
  • 著者名/発表者名: J Matsui, K. Nakayama, A. Masuhara, M. Mamada, M. C. Scharber, P. Stadler, C. Yumusak, M. S. White, N. S. Sariciftci, T. Yoshida "
  • 学会等名: e-MRS
  • 発表場所: Warsaw Institute of Technology (Poland)
  • 年月日: 2016-09-19 – 2016-09-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光機能デバイスに向けたCT錯体の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北條健太, 松井淳, 増原陽人, 吉田司, 中山健一, 姉帯勇人, 芥川智行, S. N.Serdar
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] 交互積層法を用いたヘテロ積層膜における単一電極多色エレクトロクロミズムの視認化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北條健太, 松井淳, 小野健太, 石崎学, 金井塚勝彦, 栗原正人, 近藤慎一, 三ツ石方也
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場 (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-05-25 – 2016-05-27
• [学会発表] 粒子共存制御ラジカル重合法によるプロトン伝導性フィラー を用いた高分子電解質膜 (2016)
  • 著者名/発表者名: 粒子共存制御ラジカル重合法によるプロトン伝導性フィラー を用いた高分子電解質膜
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-05-25 – 2016-05-27