yrammuS 要概丸山 達生19Tatsuo MARUYAMA緒明 佑哉20Yuya OAKI導電性高分子/グラフェン複合体によるメタルフリー高導電性材料の開発 （2018採択）Development of metal-free highly-conductive materials using a conductive polymer/graphene complex(Project 2018)層状有機化合物を活用した外部刺激蓄積量の定量的なイメージング （2018採択）Quantitative imaging of accumulated external stimuli by using layered organic compounds(Project 2018)29Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2020)グラフェンは薄くかつ大きな表面積を持ち，さらに優れた電気伝導性や強固な力学物性，ガスバリア性を有する材料である．本研究では，π共役系高分子であるポリチオフェンを用いた非酸化グラフェンの液相剥離・分散を行った．我々の有するポリマー合成技術を駆使し，ポリチオフェンの化学構造とグラフェン分散性の関係について検討した．また導電性高分子であるポリチオフェンを使うことで，グラフェンの高導電性を維持したまま表面修飾が期待できる．実際に，本研究で作製したポリチオフェン/グラフェン分散液は導電性インクとしての応用が可能であり，銅表面に対して耐酸化性コーティング剤としても応用可能であることを実証した．Graphene is an ultrathin carbon sheet and has excellent properties such as high electric conductivity, high me-chanical strength and high gas barrier ability. In the present study, we tried the exfoliation and dispersion of non-oxidized graphene in an organic solvent using a pi-conjugated polymer (polythiophene). Using our syn-thetic technique of the polymer, we prepared various types of polythiophene with controlled molecular weights and explored the effect of the chemical structure of the polythiophene on the exfoliation and disper-sion of graphene. Because of the electric conductivity of the polythiophene, the graphene/polythiophene ex-hibited the electric conductivity, which is available as a conductive ink and also as a coating film that pre-vents oxidation of metals.本研究は，層状ポリジアセチレン（PDA）の設計と構造制御によって，刺激応答性色変化挙動の制御とデバイス化を行い，光・熱・力などの多様な外部刺激を色変化で可視・定量化することを目指した．層状PDAの層間にゲストを複合する新しい自己組織化による合成手法を見出し，刺激応答性色変化挙動をゲスト分子の種類に応じて制御することができた．また，層状PDAを基板・基材類へ複合する手法を開拓した．これらの技術を応用し，マイクロ波や近赤外光，汎用樹脂のガラス転移温度，まさつ力など，外部刺激を検出・可視化するのみならず，定量化することが可能となった．本助成で得た成果は，今後，様々な外部刺激の検出にとどまらない比色定量化に応用できる．The present study intends to design of layered polydiacetylene (PDA), control of the stimuli-responsive color-change properties, fabrication of the devices, and their applications to visualization and quantification of external stimuli, such as light, heat, and force. We developed a new self-organized method for syntheses of layered PDA with introduction of guest molecules in the interlayer space. The stimuli-responsive color-change properties were controlled by the types of the interlayer guests. These layered composites based on PDA were coated on a variety of substrates. These materials and devices were applied to visualization and quantification of external stimuli, such as microwave, near-infrared light, glass-transition temperature of pol-ymer resin, and friction force. These results can be applied to colorimetric quantification of a variety of exter-nal stimuli.
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