カテコール基含有ポリマーを用いた階層的多孔質材料の創製および太陽電池への応用

使用含儿茶酚基团的聚合物创建分级多孔材料及其在太阳能电池中的应用

• 批准号: 14J09156
• 负责人: 齊藤 祐太
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J09156/
• 关键词: 多孔質; カテコール; 太陽電池

カテコール基含有のランダムコポリマーを合成し、クロロホルム中においてポリマーと無機ナノ粒子とを混合することで無機ナノ粒子表面の被覆を行った。カテコール基含有のランダムコポリマーは酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミ等のナノ粒子表面に結合し、ナノ粒子をクロロホルム等の有機溶媒中に安定に分散させることが可能であることがわかった。特に従来用いられているカルボキシル基を有する両親媒性高分子と比較した際、カルボキシル基を有するコポリマーで被覆したナノ粒子が凝集してしまう分散媒条件においても、カテコール基を有するコポリマーで表面を被覆したナノ粒子は安定に分散できることがわかった。カテコール基含有コポリマーによって被覆したナノ粒子の分散液に、Breath-Figure法を適用することで水滴を鋳型にマイクロサイズの多孔質構造体を有するハニカム状多孔質膜の作製に成功した。作製した膜の光透過率を紫外可視分光法により求めた。膜内部にマイクロサイズの構造体があることで、長波長領域においてミー散乱よって光透過率が低下し、光が内部で散乱回折していることがわかった。また一方で、カテコール基含有ブロックコポリマーをRAFT重合法によって新規に合成し、その機能を初めて報告した。カテコール基は貴金属イオンに対して還元剤として作用することが知られているため、重合したポリマーを銀イオンと混合することで還元剤として使用し銀ナノ粒子の作製を試みた。カテコール基含有ブロックコポリマーを還元剤およびナノ粒子の被覆剤として用いることで、作製した銀のナノ粒子が有機溶媒中で安定に分散できるだけでなく、粒子のサイズがカテコール基を有するユニットであるジヒドロキシスチレンの分子量によってナノオーダーで制御することが可能であることがわかった。

カ テ コ ー ル base contains の ラ ン ダ ム コ ポ リ マ ー を synthetic し, ク ロ ロ ホ ル ム in に お い て ポ リ マ ー と inorganic ナ ノ particle と を mixed す る こ と で inorganic ナ ノ の particle surface coating line を っ た. カ テ コ ー ル base contains の ラ ン ダ ム コ ポ リ マ ー は acidification チ タ ン 亜 lead, acidification, acidification ア ル ミ etc. の ナ ノ particle surface に し, ナ ノ particle を ク ロ ロ ホ ル ム etc. の に stability in organic solvent に scattered さ せ る こ と が may で あ る こ と が わ か っ た. Special に 従 to use い ら れ て い る カ ル ボ キ シ ル を has an す る struck close pollination polymer と compare し た interstate, カ ル ボ キ シ ル を has an す る コ ポ リ マ ー で coating し た ナ ノ particle が agglutination し て し ま う disperse medium conditions に お い て も, カ テ コ ー ル を has an す る コ ポ リ マ ー を で surface coating し た ナ は stability に ノ particles dispersed で き る こ と が わ Youdaoplaceholder0 った. カ テ コ ー ル base contains コ ポ リ マ ー に よ っ て coating し た ナ の ノ particle dispersion に, Breath - Figure を applicable す る こ と で droplets を type where に マ イ ク ロ サ イ ズ の porous structure を have す る ハ ニ カ ム form the porous membrane の cropping に successful し た. To prepare the <s:1> light transmittance を of the た film, the ultraviolet visual spectrophotometry is used to determine the めた by によ によ. Membrane internal に マ イ ク ロ サ イ ズ の constructs が あ る こ と で, long wavelength に お い て ミ ー scattered よ っ て light transmittance が し, light が internal で scattered inflexion し て い る こ と が わ か っ た. ま た で, カ テ コ ー ル base contains ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー を RAFT heavy legal に よ っ て new rules に synthetic し, そ の function early を め て report し た. カ テ コ ー ル base は precious metals イ オ ン に し seaborne て yuan also tonic と し て role す る こ と が know ら れ て い る た め, overlapping し た ポ リ マ ー を silver イ オ ン と mixed す る こ と で yuan also tonic と し て use し silver ナ ノ を try the particle の cropping み た. カ テ コ ー ル base contains ブ ロ ッ ク コ ポ リ マ ー を yuan also tonic お よ び ナ ノ の coating particles tonic と し て in い る こ と で, cropping し た silver の ナ ノ particle が で stability in organic solvent に scattered で き る だ け で な く, particle の サ イ ズ が カ テ コ ー ル を has an す る ユ ニ ッ ト で あ る ジ ヒ ド ロ キ シ ス チ レ ン の molecular weight に よ っ て ナ ノ オ ー ダ Youdaoplaceholder0 で control する とが とが may である とがわ とがわ った った.

项目成果

カテコール基含有ブロックコポリマーの合成とミクロ相分離構造の評価

含儿茶酚基嵌段共聚物的合成及微相分离结构评价

• 发表时间: 2014
• 作者: Yuta Saito;Masatsugu Shimomura;Hiroshi Yabu;山本慎也・逢坂直樹・飯田拡基・八島栄次;Yuta Saito;山本慎也・飯田拡基・逢坂直樹・ 八島栄次;齊藤 祐太
• 通讯作者: 齊藤 祐太

Preparation of Organic Solvent Dispersive Metal Nanoparticles by Automatic Reduction of Metal Ions in Mussel-Inspired Block Copolymer Assemblies

通过自动还原贻贝嵌段共聚物组件中的金属离子制备有机溶剂分散金属纳米颗粒

• 发表时间: 2014
• 作者: Yuta Saito;Masatsugu Shimomura;Hiroshi Yabu;山本慎也・逢坂直樹・飯田拡基・八島栄次;Yuta Saito
• 通讯作者: Yuta Saito

Breath Figures of Nanoscale Bricks: A Universal Method for Creating Hierarchic Porous Materials from Inorganic Nanoparticles Stabilized with Mussel-Inspired Copolymers

• DOI: 10.1002/marc.201400363
• 发表时间: 2014-10-01
• 期刊: MACROMOLECULAR RAPID COMMUNICATIONS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Saito, Yuta;Shimomura, Masatsugu;Yabu, Hiroshi
• 通讯作者: Yabu, Hiroshi

Synthesis of poly(dihydroxystyrene-block-styrene) (PDHSt-b-PSt) by the RAFT process and preparation of organic-solvent-dispersive Ag NPs by automatic reduction of metal ions in the presence of PDHSt-b-PSt

• DOI: 10.1039/c4cc08366k
• 发表时间: 2015-01-01
• 期刊: CHEMICAL COMMUNICATIONS
• 影响因子: 4.9
• 作者: Saito, Yuta;Yabu, Hiroshi
• 通讯作者: Yabu, Hiroshi