Study on Organic Supercapacitor Using Self-Organized Organic Nanosheet

利用自组织有机纳米片的有机超级电容器研究

基本信息

批准号：
18K19000
负责人：
木村俊作
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-06-29 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ペプチドナノシートを分子集合体で調製するため、ポリサルコシンと(Leu-Aib)の繰り返しを6回有する疎水性ヘリックスペプチドとのブロック共重合体を3種類合成した。ヘリックス部がD体（SDM)とL体（SLM)、およびL体にD-pi-A官能基を結合したペプチド（SOLDA)である。DOLDA/SLM/SDM(30/20/50)の混合物をエタノール10％水溶液中にインジェクションし、50℃で1時間加熱することで、5ミクロン程度のサイズのナノシートを調製できることが明らかとなった。ナノシートは平面性が高く、D体とL体とのステレオコンプレクス形成が分子集合体の疎水性部構築のドライビングフォースとなっていると考えられる。このナノシートを金基板に置き、対極に水銀を用いてキャパシタ測定を行ったが、アマルガム生成のため定量的な値を得ることができなかった。そこで、カーボン電極を用い、ポリ乳酸の厚さ100nm以下の薄膜を隔ててナノシートを置き、水銀電極を用いてキャパシタ測定を行ったところ、再現性のあるデータの取れることが明らかとなった。さらに、KFMを用いたナノシートの表面電位測定を行ったところ、ナノシートからポリサルコシン部位を光照射切断することにより、D-pi-A部位に基づくと考えられる表面電位形成を確認することができた。これらの結果から、分子レベルでの超薄膜化によるキャパシタの増大、さらには、D-pi-A化合物のシート表面への導入による擬電気二重層による表面電位形成、などを確認でき、スーパーキャパシタ調製への道筋を示すことができた。

为了将肽纳米片制备为分子组装体，我们合成了三种类型的聚肌氨酸嵌段共聚物和具有六个重复的疏水性螺旋肽（Leu-Aib）。螺旋部分为 D 型 (SDM) 和 L 型 (SLM)，并且肽具有连接到 L 型 (SOLDA) 的 D-pi-A 官能团。结果表明，通过将DOLDA/SLM/SDM（30/20/50）的混合物注入10%乙醇水溶液中并在50℃下加热1小时，可以制备尺寸约为5微米的纳米片。纳米片具有高平面度，D型和L型之间立体复合物的形成被认为是构建分子组装体的疏水部分的驱动力。将该纳米片放置在金基板上，并使用汞作为对电极进行电容器测量，但由于汞齐的形成，无法获得定量值。因此，通过使用碳电极将纳米片放置在厚度小于100 nm的聚乳酸薄膜上，并使用汞电极进行电容器测量，很明显可以获得可重复的数据。此外，当我们使用KFM测量纳米片的表面电位时，我们能够通过光照射从纳米片上切割聚肌氨酸位点来确认被认为基于D-pi-A位点的表面电位的形成.从这些结果可以确认，通过在分子水平上使膜超薄化，可以提高电容器的容量，并且通过在片材上导入D-pi-A化合物，通过赝双电层形成表面电位。我能够给你指路。