| 研究課題/領域番号 |
26708013
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
稲木 信介 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (70456268)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | バイポーラ電気化学 / 表面修飾 / 導電性高分子 / 高分子ファイバー / ワイヤレス電極 / ポリチオフェン / ハイブリッド材料 / 電解重合 |
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| 研究実績の概要 |
バイポーラ電極（外部電場により駆動されるワイヤレス電極）の原理に従えば、導電体（微粒子、ワイヤー、板など）の両端において陽極部位と陰極部位を発現させることができる。昨年度までに、バイポーラ電気化学上に任意の電位分布を発現させ、それを高分子に転写させた機能性材料開発に成功している。今年度は、導電性微粒子をバイポーラ電極とした位置選択的な電解めっきおよび導電性高分子修飾に成功した。特に後者では、モノマーとしてEDOTを用いた場合、導電体末端から生成高分子であるPEDOTがファイバー状に成長し、導体間をネットワーク化することを見出した。
本電解重合系におけるファイバー成長の理由として、交流電場の印加が考えられる。低電解質濃度条件での電圧印加はバイポーラ電極を発現させながら、イオン種の泳動にも影響を与える。すなわち、バイポーラ電極化した金線末端でのEDOTの電解重合において、酸化により生じるモノマーおよびオリゴマーのカチオン種は金線末端から泳動の影響を受けて拡散しながら重合体が析出する。短い周期で極が反転する交流電圧を印加することで、ファイバー状にPEDOTが成長したと考えられる。実際、直流電場を印加した場合にはファイバー状の重合体はえられなかった。
このように、バイポーラ電極上での特異な反応系を見出し、バイポーラ電気化学の新たなポテンシャルを示すことができた。本研究成果はNature Communicationsに掲載されるとともに、新聞報道もなされ、注目を集めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
今年度設定したバイポーラ電極の表面修飾に関して、導電性高分子膜による修飾に成功しただけでなく、当初想定していなかった、導電性高分子ファイバーの自発成長という新しい現象を見つけることができた。さらにメカニズム解析にも成功し、バイポーラ電極の反応場が特異的に影響していることを発見した。バイポーラ電極の新しいフィールドを見いだすことができたことから、計画以上に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度設定した課題は当初の計画以上に進展したため、次年度は当初の計画通り、パターニングなどの検討を行う。今年度得られた知見も新たに組み合わせることで、より発展性が増すと考えられる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
物品費が当初の予定よりも少なく抑えられた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
成果発表の機会も多くなってきており、旅費として使用する予定である。また、インパクトの高い論文はオープンアクセス化を検討しているため、その経費を想定している。
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