機能性高分子の階層的分子鎖ダイナミクスおよび電荷特性

功能聚合物的多级链动力学和电荷特性

• 批准号: 20H02802
• 负责人: 川口 大輔
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: The University of Tokyo (2023)Kyushu University (2020-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02802/
• 关键词: 分子鎖ダイナミクス; 電荷生成; 電荷移動; 凝集状態; 薄膜化効果

エレクトロニクスデバイスにおいて高分子は薄膜状態で使用されるため、薄膜中の分子鎖凝集状態が機能発現に及ぼす影響を理解することは重要である。代表的な高分子半導体であるポリ(3-ヘキシルチオフェン) (P3HT)は剛直な主鎖と柔軟な側鎖を有する半結晶性の高分子であり、主鎖が規則的に配列したラメラ晶を形成する。その凝集構造は結晶化動力学に依存するため、分子量の影響を受ける。一方、P3HTに光照射すると、配列した分子鎖間に電荷が生成する。したがって、P3HTにおける電荷生成は凝集構造および配列した分子鎖の熱運動特性を通じて分子量の影響を強く受けると予想される。今年度は、種々の分子量を有する単分散P3HT薄膜を用い、電荷生成に及ぼす凝集状態と分子運動特性について検討した。試料として立体規則性を有するP3HTを用い、分取ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて、分子量の異なる単分散試料に分画した。そのクロロホルム溶液からスピンキャスト法に基づき、厚さ200 nm程度の膜を様々な基板上に作製した。P3HT薄膜の凝集構造は微小角入射広角X線回折(GIWAXD)測定に基づき評価した。得られたGIWAXDプロファイルからパラクリスタル解析に基づき、Mnの減少に伴い結晶の規則性が向上することを明らかにした。光電荷生成過程はフェムト秒過渡吸収分光測定に基づき評価した。その結果、結晶の凝集状態が自由電荷であるポーラロン(P)の生成過程に影響し、結晶の規則性が高い場合、励起光のエネルギーが低くても、Pが直接生成することを明らかにした。また、ポーラロン対からPが生成することを確認し、この過程とチオフェン環のねじれ運動（α1過程）がカップルしていることを見出した。結晶の規則性とα1過程の見かけの活性化エネルギーの関係から、α1過程は結晶中におけるチオフェン環のねじれ運動に対応することを明らかにした。

It is important to understand the state of polymer film, the aggregation state of molecular locks in films, and the influence of polymer film on functional development. Representative polymer semiconductor (P3HT) is a semi-crystalline polymer with a rigid main lock and a soft side lock. The main lock is regularly arranged and formed. The aggregation structure depends on crystallization kinetics and molecular weight. A square, P3HT light irradiation, alignment, molecular lock charge generation The charge generation, aggregation structure and alignment of P3HT molecules are strongly influenced by molecular weight. This year, the molecular weight of the species is different from that of the dispersed P3HT thin films, and the charge generation and aggregation state of the molecules are discussed. Sample stereoregularity P3HT application, separation, impregnation, application, molecular weight and dispersion of sample A film of 200 nm thickness is prepared on the substrate by the method of coating the substrate with a thin film. The aggregation structure of P3HT thin films was evaluated by micro-angle incidence X-ray reflection (GIWAXD). The results show that there is a good relationship between the structure and Mn, and the structure of the crystal is very stable. Photoelectric charge generation process is based on absorption spectroscopy. As a result, the aggregation state of crystals is affected by the formation process of free charge, the regularity of crystals is high, the excitation light is low, and P is directly generated. The process of generating a signal is confirmed, and the signal is transmitted to the controller. The regularity of crystallization and the relationship between the activation of α1 process and the movement of α1 process

项目成果

ポリプロピレン系複合材料の引張特性に及ぼす無水マレイン酸変性プロピレンの添加効果

马来酸酐改性丙烯的添加对聚丙烯复合材料拉伸性能的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本接着学会誌
• 作者: 甲加晃一;日笠茂樹;織田ゆか里;川口大輔;田中敬二
• 通讯作者: 田中敬二

ナノカーボン材料に吸着したフッ素ゴム分子鎖の凝集状態と熱運動性

纳米碳材料上吸附氟橡胶分子链的聚集状态和热迁移率

• 发表时间: 2022
• 作者: ○川口大輔;齋藤大輝;笹原一輝;上島 貢;藤原広匡;西村 伸;山本 智;田中敬二
• 通讯作者: 田中敬二

Poly[oligo(2-ethyl-2-oxazoline) methacrylate] as a surface modifier for bioinertness

聚[低聚(2-乙基-2-恶唑啉)甲基丙烯酸酯]作为生物惰性表面改性剂

• DOI: 10.1038/s41428-020-00459-7
• 发表时间: 2021
• 期刊: Polymer Journal
• 影响因子: 2.8
• 作者: Hong Jin-Hyeok;Totani Masayasu;Kawaguchi Daisuke;Yamada Norifumi L.;Matsuno Hisao;Tanaka Keiji
• 通讯作者: Tanaka Keiji

（ポリスチレン/エポキシ）硬化物の界面凝集状態と接着特性

(聚苯乙烯/环氧树脂)固化物的界面内聚状态及粘合性能

• 发表时间: 2022
• 作者: ○田 牧翰;川口大輔;田中敬二
• 通讯作者: 田中敬二

高分子半導体中の正孔輸送に及ぼす薄膜化効果

聚合物半导体中空穴传输的稀释效应

• 发表时间: 2020
• 作者: ○川口大輔;阿部建樹;渡邊源規;石原達己;田中敬二
• 通讯作者: 田中敬二