導電性シルクの二次構造制御とウェアラブルセンサーへの展開

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本研究では、申請者が以前開発した導電性高分子ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/硫酸化セルロースナノファイバー（PEDOT/s-CNF）とシルクをコンポジット化して、シルクの導電化を行い、ウェアラブルセンサーへの展開を目指している。令和4年度の目標は、フィブロインとPEDOT/s-CNFの混合比を変えてフィブロインとPEDOT/s-CNFのコンポジットフィルムを作製し、フィブロインの二次構造の解析と導電特性を評価することであった。フィブロインは臭化リチウム水溶液に溶解した後、透析脱塩することによりフィブロイン水溶液を調製した。PEDOT/s-CNF溶液は既存の方法により調製した。フィブロイン溶液とPEDOT/s-CNF溶液を混合比が100：0、95：5、90：10、80：20、70：30（固形分重量比）となるように混ぜ合わせ、常温常圧にて乾燥させてコンポジットフィルムを作製した。得られたフィルムのFT-IR測定により、フィブロインの二次構造を評価した。FT-IR測定の結果、フィブロインに対するPEDOT/s-CNFの混合比が大きくなることによって、フィブロインはβ構造を取りやすくなる傾向を示した。PEDOT/s-CNFは分子内に硫酸基を有しており酸性を示す。フィブロイン溶液に対してPEDOT/s-CNF溶液の添加量が多い程、コンポジット材料のpHは酸性側に傾き、フィブロインの二次構造がランダムコイルからβ構造に転移したことが考えられる。フィルムの表面抵抗値と膜厚を測定することにより導電性を求めたところ、PEDOT/s-CNF含有量が多い程、導電性が高くなる傾向を示した。