イオン伝導性高分子超薄膜の作製と分子素子の開発

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イオン伝導性高分子超薄膜の作製をラングミュアー・ブロジェット法(LB法)により試み、その膜構造解析とイオン伝導性等の電気特性について検討し、次の結果を得た。ポリ(エチレングリコール)/長鎖脂肪酸混合LB膜の作製と物性(1)重量平均分子量約1万のポリ(エチレングリコール)とステアリン酸とをモル比1:1から10:1の割合で混合したLB膜の作製が可能であった。(2)ポリ(エチレングリコール)組成が増加すると膜の親水性が強まり、Y型から比較的安定なZ型の積層膜が得られた。(3)膜構造をX線回析、反射吸収赤外分光法、偏向可視紫外分光法により解析した。膜中のステアリン酸分子は、膜面に対し80°の角度を持ちほぼ垂直に配向し、ポリ(エチレングリコール)組成が増大するとその配向性は低下した。(4)イオン伝導性をこのLB膜に持たせるために、水槽にアルカリ金属塩を加えて積層すると室温で約10^<-6>S/cmのイオン伝導性を示した。また、積層後に再度アルカリ金属塩を含む有機溶媒中でイオンドープすることが可能であった。膜面方向と膜厚方向のイオン伝導性を比較すると膜面方向の導電率は1000倍程度高く、この膜が異方導電性を有していることがわかった。2.ポリ(エチレングリコール)/導電性高分子/長鎖脂肪酸LB膜の作製と物性(1)上記同様、ポリ(3_-ヘキシルチオフェン)とステアリン酸によるLB膜に、ポリ(エチレングリコール)を混合することが可能であった。(2)イオン伝導性挙動等は、上記の系とほぼ同様であった。(3)ポリ(3_-ヘキシルチオフェン)をドープして電子伝導性薄膜にすると、ポリ(エチレングリコール)への水分、アルカリ金属イオンの吸着により、その電子伝導性が変化することがわかった。現在、この性質を利用したセンサーの研究を進めている。