ブロックコポリマー電極テンプレート法による面外超異方性材料の開発

利用嵌段共聚物电极模板法开发面外超各向异性材料

• 批准号: 09J09527
• 负责人: 込山 英秋
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J09527/
• 关键词: ブロック共重合体; ミクロ相分離; ナノテンプレート; 導電性高分子; 電解重合; ナノワイヤアレイ

ブロック共重合体PEO-b-PMA(Az)薄膜を鋳型としたテンプレート電解重合を行った。前年度にモノマーと各ドメインの相互作用により、導電性高分子のナノ構造が制御できることを明らかとしている。本年度は、PEOシリンダードメインに選択的に溶解するピロールと、両ドメインに溶解する2,2'-ビチオフェンをワンポットで電解重合を行った。電解重合後の薄膜断面のSTEM/EDS分析を行ったところ、PEOシリンダー部位からはポリピロールに由来する窒素元素が、PMA(Az)マトリックス部位からはポリビチオフェンに由来する硫黄元素が検出された。つまり、ポリピロールナノワイヤとポリビチオフェンのヘテロ接合をワンポットで作製することに成功した。PEO-b-PMA(Az)テンプレートはモノマーを認識し、各ドメインが重合場として作用していると言える。このようなドメイン選択的電解重合は、物理的な空孔を有するテンプレートでは不可能な技術である。ポリピロールナノワイヤの長さを系統的に変え、導電率を測定した。ナノワイヤの導電率はテンプレートを用いずに作製したバルクフィルムよりも160倍大きな値となった。これは、直径10nmという空間で重合することにより、ポリピロールの高次構造が制御された結果であると考えている。導電性高分子が本来有する特性を評価する上で、有効な材料となると期待している。ブロック共重合体PEO-b-PMA(Az)の相図をSAXS測定の結果に基づき作成した。分子間相互作用の弱いPS-b-PIなどのブロックコポリマーに比べて、非常に広いPEOの体積分率(0.07から0.52)でシリンダー相を呈することが明らかとなった。この特異的な現象は、PEO-b-PMA(Az)が液晶側鎖を有し、各ドメインに非対称性を生じさせていることが原因であると考えられる。PEOの体積分率が広い領域でシリンダー構造を形成することは、シリンダー直径と周期を独立に幅広く制御できることを意味しており、PEO-b-PMA(Az)薄膜はドメインサイズを系統的に制御できるテンプレートとして応用展開ができる。

Youdaoplaceholder0 を co-recombination PEO-b-PMA(Az) thin film を casting と たテ プレ プレ ト ト electrolysis overlap を row った. Before the annual に モ ノ マ ー と each ド メ イ ン の interaction に よ り, conductive polymer の ナ ノ tectonic が suppression で き る こ と を Ming ら か と し て い る. は this year, the PEO シ リ ン ダ ー ド メ イ ン に sentaku に dissolve す る ピ ロ ー ル と, struck ド メ イ ン に dissolved す る 2, 2 '- ビ チ オ フ ェ ン を ワ ン ポ ッ ト で electrolytic line overlap を っ た. Electrolytic overlap の film after の STEM line/EDS analysis を っ た と こ ろ, PEO シ リ ン ダ ー parts か ら は ポ リ ピ ロ ー ル に origin す る smothering element が, PMA (Az) マ ト リ ッ ク ス parts か ら は ポ リ ビ チ オ フ ェ ン に origin す る sulfur element が 検 out さ れ た. つ ま り, ポ リ ピ ロ ー ル ナ ノ ワ イ ヤ と ポ リ ビ チ オ フ ェ ン の ヘ テ ロ joint を ワ ン ポ ッ ト で cropping す る こ と に successful し た. The PEO - b - PMA (Az) テ ン プ レ ー ト は モ ノ マ ー を know し, various ド メ イ ン が overlapping field と し て role し て い る と said え る. こ の よ う な ド メ イ ン sentaku electrolytic overlap は, physical な を empty holes have す る テ ン プ レ ー ト で は cannot な technology で あ る. The に variation え and conductivity を of the さを system are determined by ポリピロ, ナノワ, ナノワ and ヤ. ナ ノ ワ イ ヤ の conductivity は テ ン プ レ ー ト を with い ず に cropping し た バ ル ク フ ィ ル ム よ り も 160 times as big as き な numerical と な っ た. こ れ は, diameter 10 nm と い う space で overlap す る こ と に よ り, ポ リ ピ ロ ー ル の high secondary tectonic が suppression さ れ た results で あ る と exam え て い る. Conductive polymer が had す る features を review 価 す る で, have sharper な material と な る と expect し て い る. The <s:1> phase diagram of the ブロッ co-zygote PEO-b-PMA(Az) をSAXS determination <s:1> result に basis づ ブロッ た is made into た. Weak intermolecular interaction の い PS - b - PI な ど の ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー に than べ て, very に hiroo い PEO の volume fraction (0.07 か ら 0.52) で シ リ ン ダ を ー phase is す る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の specific な は, PEO - b - PMA (Az) が LCD side chain を し, each ド メ イ ン に non said seaborne を raw じ さ せ て い る こ と が reason で あ る と exam え ら れ る. PEO の volume fraction が hiroo い field で シ リ ン ダ を ー structure formation す る こ と は, シ リ ン ダ ー diameter を と cycle of independent に hiroo く suppression で き る こ と を mean し て お り, PEO - b - PMA (Az) thin film は ド メ イ ン サ イ ズ を system に suppression で き る テ ン プ レ ー ト と し て 応 with unwinding が で き る.

项目成果

Polypyrrode Nanowire Array by Electropolymerization through PEO Nanocylindes in PEO_m-b-PMA(Az)_n Thin Film

通过 PEO_m-b-PMA(Az)_n 薄膜中的 PEO 纳米圆柱电聚合制备聚吡咯纳米线阵列

• 发表时间: 2010
• 作者: Hideaki Komiyama;Tomokazu Iyoda;Kaori Kamata;込山英秋;Hideaki Komiyama;込山英秋;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;込山英秋;Hideki Komiyama;Hideki Komiyama
• 通讯作者: Hideki Komiyama

Electropolymerization through Phase-Segregated Block Copolymer Mask

通过相分离嵌段共聚物掩模进行电聚合

• 发表时间: 2010
• 作者: Hideaki Komiyama;Tomokazu Iyoda;Kaori Kamata;込山英秋;Hideaki Komiyama;込山英秋;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;込山英秋;Hideki Komiyama;Hideki Komiyama;Hideki Komiyama
• 通讯作者: Hideki Komiyama

Control of Hierarchical Structure of Conducting Polymer via Block Copolymer Template

通过嵌段共聚物模板控制导电聚合物的多级结构

• 发表时间: 2009
• 作者: Hideaki Komiyama;Tomokazu Iyoda;Kaori Kamata;込山英秋;Hideaki Komiyama;込山英秋;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;込山英秋;Hideki Komiyama;Hideki Komiyama;Hideki Komiyama;込山英秋
• 通讯作者: 込山英秋

ブロック共重合体テンプレート電解重合法による導電性高分子のナノ構造制御

嵌段共聚物模板电聚合法控制导电聚合物纳米结构

• 发表时间: 2010
• 作者: Hideaki Komiyama;Tomokazu Iyoda;Kaori Kamata;込山英秋;Hideaki Komiyama;込山英秋;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;Hideaki Komiyama;込山英秋
• 通讯作者: 込山英秋

Perpendicularly Oriented Cylinder Nanostructure of Liquid Crystalline Block Copolymer Film on Si Substrate with Various Surface Wettability

不同表面润湿性硅基板上液晶嵌段共聚物薄膜的垂直取向圆柱纳米结构

• DOI: 10.1246/cl.2012.110
• 发表时间: 2012
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Hideaki Komiyama;Tomokazu Iyoda;Kaori Kamata
• 通讯作者: Kaori Kamata