熱相転移性ゲル薄膜の電子移動と物性に関する超構造制御

热相变凝胶薄膜电子传递和物理性质的超结构控制

• 批准号: 08231217
• 负责人: 小山 昇
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08231217/
• 关键词: 体積相転移; レドックスゲル; 超構造制御; 修飾電極; 金属錯体

一部の有機ゲルは温度変化に伴って体積相転移を示す。本研究では、ゲルに金属錯体の超構造を導入したり、ゲルの体積変化速度を促進するための超構造を設計し、より精密なゲルの電子移動反応および物性の制御、相転移速度や体積変化率の制御などを行うことを目的とした。前年度はN-イソプロピルアクリルアミドとビニルフェロセンをN,N'-メチレンビスアクリルアミドとともに共重合させることにより、熱相転移性を持つ酸化還元活性ゲルを合成し、体積の電気化学的制御および電気化学的性質の温度制御が可能であることを明らかにしたが、本年度は、ビニルフェロセンの代わりにフェロセニルエチルアクリレートを用いて、ポリマー主鎖からフェロセンまでの距離を長くした。このことにより、ゲルの膨潤・収縮速度およびゲル内における電荷伝達速度が速くなった。これは主に、フェロセン基が動きやすくなったためと考えられる。また、ビニルフェロセンの代わりにビニルピリジンを共重合し、ピリジン基にルテニウムEDTAなどの金属錯体を配位結合させることにより、さまざまな酸化還元電位を持つゲルを作製することができた。また、ルテニウムEDTA錯体にピリジン基一つが配位結合している場合と二つが結合している場合とでは、前者の方がゲル内における電荷伝達速度が高いことが明らかになった。これは、ピリジン基が二つ結合すると、一つだけ結合している場合より錯体が動きにくいためであると考えられる。

一些有机凝胶表现出体积相变的温度变化。这项研究旨在将金属复合物的上层建筑引入凝胶中，并设计上层建筑，以促进凝胶的体积变化速率，并控制凝胶的电子传递反应和物理性能，并控制相变的速率和体积变化速率。在上一年，我们通过共聚的N-异丙基丙烯酰胺和N'-甲基二亚乙烯酰胺通过共聚的N-异丙基丙烯酰胺和乙烯基二烯合成了氧化活性凝胶，并揭示了可以对体积的电化学控制和温度控制的电化学性能的电化学控制。但是，今年，我们使用铁丙基乙基丙烯酸酯代替乙烯基丙烯酯来增加与聚合物主链的距离。这增加了凝胶的肿胀和收缩率和凝胶中的电荷转移速率。人们认为这主要是因为二革新群体变得更容易移动。此外，通过将乙烯基吡啶共聚，而不是乙烯基吡啶，并将诸如EDTA等金属配合物与吡啶基团配合，可以产生具有各种氧化降低潜能的凝胶。还揭示了前者在一个吡啶组之间的凝胶中的电荷转移速率较高，而两个键合在EDTA复合物之间。这被认为是因为当两个吡啶基团粘合时，该复合物移动的可能性较小，而仅连接一个吡啶。

项目成果

岩久正裕: "Electrochemical Behavior of Ferrocene in a Polymethacrylate Gel Electrolyte" 電気化学および工業物理化学. (印刷中). (1997)

Masahiro Iwahisa：“聚甲基丙烯酸酯凝胶电解质中二茂铁的电化学行为”电化学和工业物理化学（出版中）。

立間徹: "Macromolecule-Metal Complexes Exhibiting Phase Transition" Polymers for Advanced Technologies. (印刷中). (1997)

Toru Tachima：“展示相变的高分子金属复合物”用于先进技术（印刷中）。

立間徹: "レドックスゲル:ゲル電極への応用" ゲルテクノロジー. (印刷中). (1997)

Toru Tachima：“氧化还原凝胶：凝胶电极的应用”凝胶技术（正在出版）。