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リグニン由来導電性材料の開発

木质素导电材料的开发

基本信息

批准号：
12876038
负责人：
高井光男
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

木材中に存在するリグニンは完全な絶縁体であり、電気伝導性を付与できないという考えが常識であったが、前年度の報告通り、ヨウ素をドーピングすることにより電気伝導度が絶縁体の10^<-10>S/cm^2から一億倍ほど増大し、最高で約10^<-2>S/cm^2ほどの導電性を与えられることがわかった。本年度はヨウ素添加リグニンの導電性の機構について検討した。オルガノソルブリグニンにヨウ素を重量比で1:4の割合で反応させた試料の導電率は3.00×10^<-4>S/cm^2であり、半導体並みであった。このヨウ素添加リグニンをESR測定すると導電性をもつ高分子に典型的に見られる非対称のスペクトルが得られた。ラマンスペクトルにはヨウ素添加後にI^<3->に由来するピークが現れたので、ヨウ素がI^<3->の形で存在していることが確認できた。この結果はヨウ素ドープによりUVスペクトルにI^<3->の吸収と考えられる290nmと360nmの大きな吸収ピークが観測されたことと一致する。つまり、ヨウ素がリグニンの分子軌道から電子を奪いI^<3->となり、リグニンとヨウ素間で電荷移動錯体が形成されたことが考えられる。IRスペクトルでは、共役カルボニル基、共役二重結合の増加が観測されなかった。しかし、UVスペクトルにおいて、650〜750nm付近の緩やかな吸収がヨウ素を添加することにより長波長側の700〜780nm付近に移動することが観測された。したがって、導電性が向上したのはリグニン分子鎖上で共役構造の誘導が起こったせいではなく、ベンゼン環の凝集などのコンフォメーション変化が起き実効共役長が増加したためだと考えられる。

The electrical conductivity of wood is about 10^ S/cm^2, 100 million times higher than that of insulation, and the <-10>highest is about 10 ^S/<-2>cm^2. This year, we will continue to improve the quality of our products. The conductivity of the sample is 3.00×10^ S/cm^2. The conductivity of the sample is 3.00×10^<-4>S/cm^2. The conductivity of the polymer was measured by ESR. When <3->the element is added, the element is present<3->. The <3->results are consistent with those of the absorption spectra at 290nm and 360nm. The <3->molecular orbitals of the molecules are separated from the electrons, and charge transfer faults are formed between the molecules. IR The wavelength of UV light is 650 ~ 750nm, and the absorption wavelength is 700 ~ 780nm. The electrical conductivity of the alloy is increased by increasing the molecular weight of the alloy.