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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

导电丝二级结构控制及其在可穿戴传感器中的应用

基本信息

批准号：
22K02197
负责人：
堀川真希
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kumamoto Industrial Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K02197/
关键词：
シルクフィブロイン PEDOT 導電性高分子導電材料

项目摘要

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。

This study aims to provide guidance for the development of conductive polymer complexes (3,4-diblock)/sulfated polymers (PEDOT/s-CNF) developed by the applicant in the past. The goal of Linghe in 2014 is to change the mixing ratio of fibrefoil and PEDOT/s-CNF, manufacture fibrefoil and PEDOT/s-CNF, and evaluate the analysis and conductive characteristics of the secondary structure of fibrefoil. After dissolving in aqueous solution, dialyzing and preparing aqueous solution PEDOT/s-CNF solutions are prepared by existing methods. The mixing ratio of PEDOT/s-CNF solution is 100:0, 95:5, 90:10, 80:20, 70:30 (solid weight ratio). The secondary structure of the sample was evaluated by FT-IR. The results of FT-IR measurement show that the mixture ratio of PEDOT/s-CNF is larger than that of PEDOT/s-CNF. PEDOT/s-CNF has intramolecular sulfuric acid. The addition of PEDOT/s-CNF solution to the solution is mainly due to the pH change of the material on the acidic side and the secondary structure change of the PEDOT/s-CNF. The surface resistance and film thickness of PEDOT/s-CNF are measured. The conductivity of PEDOT/s-CNF tends to be high.