液晶反応場での電解重合による配向性高機能高分子薄膜の合成

液晶反应场电聚合合成取向高功能聚合物薄膜

• 批准号: 10J01603
• 负责人: 川畑 公輔
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J01603/
• 关键词: 電解重合; 共役系高分子; スメクチック液晶; コレステリック液晶; 磁場配向; ネマチック液晶; 配向性; ラビング

平成24年度においては、スメクチック液晶を溶媒として電解重合を行う際に、磁場を基板電極に対して平行・垂直・斜めにそれぞれ印加することによって、基板に対する高分子鎖の成長方向の制御を試みた。得られた高分子は、膜内部において高分子鎖が基板に対してそれぞれ平行・垂直・斜めに配向していることが確認された。また、モノマーの分子構造を系統に変えて合成し、同様の実験を行ったところ、膜内部での高分子鎖の配向度および表面構造が異なっていた。特に4,4'-dimethyl-2,2'-bithiopheneモノマーから得られる垂直配向高分子膜については、その表面に垂直に配向したナノフィブリルが密集した構造を形成しており、表面積が大きくかつ基板に対して垂直方向への高い電荷移動度が求められる有機薄膜太陽電池のドナー材料として、有望な材料であると考えられる。さらに、基板に対して水平に配向させた高分子膜は、還元状態において高い二色比の偏光発光を示し、偏光発光材料への応用が期待できる。これとは別に、螺旋配向を有するコレステリック液晶中で電解重合することによって、液晶が有する螺旋分子配向に沿って高分子鎖が螺旋会合を形成することを確認した。系統的に分子構造を変えて合成した三十種類以上のモノマーを、左巻き螺旋構造を有する液晶中で電解重合を行ったところ、得られる高分子の多くが円偏光二色性スペクトルにおいて負から正へのコットン効果を示したことから、膜内部において、高分子鎖が溶媒として用いた液晶と同じ左巻きの螺旋会合を形成していることが示唆された。また、異なる分子構造をもつ左巻き螺旋の液晶中においても、同様の結果が得られたことから、液晶の分子構造そのものではなく、螺旋配向した液晶分子による不斉な環境が、高分子の螺旋会合に影響していると考えられる。

2012年，我们尝试在使用近晶液晶作为溶剂进行电解聚合时，通过对基板电极施加平行、垂直和倾斜的磁场来控制基板上聚合物链的生长方向。确认所得的聚合物中，聚合物链在膜内部分别相对于基材平行、垂直、倾斜地取向。此外，当通过合成不同分子结构的单体进行类似实验时，膜内部聚合物链的取向程度和表面结构也不同。特别地，由4，4'-二甲基-2，2'-联噻吩单体获得的垂直取向聚合物膜形成其中垂直取向纳米纤丝密集地堆积在表面上的结构，并且具有大表面积，并且被认为是作为有机薄膜太阳能电池的供体材料是一种很有前途的材料，它需要在垂直于电荷方向的方向上具有高的电荷迁移率。此外，相对于基板水平取向的聚合物膜在还原状态下表现出具有高二色性比的偏振光发射，并且可以预期应用于偏振发光材料。另外，通过在具有螺旋取向的胆甾型液晶中进行电解聚合，确认了聚合物链沿着液晶的螺旋分子取向形成螺旋缔合。当通过系统地改变其分子结构合成的30多种单体在具有左手螺旋结构的液晶中进行电解聚合时，所得聚合物中的许多具有由负向正变化的圆二色光谱。聚合物链在膜内形成左手螺旋缔合，类似于用作溶剂的液晶。此外，在具有不同分子结构的左手螺旋液晶中也获得了类似的结果，表明螺旋排列液晶分子的不对称环境，而不是液晶本身的分子结构，导致了液晶分子的螺旋缔合。据认为它正在影响。

项目成果

Small Carbon Forms From Polyaniline/Metal

• DOI: 10.1080/00914037.2012.721412
• 发表时间: 2013-02
• 期刊: International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials
• 影响因子: 3.2
• 作者: H. Goto;Atsushi Yokoo;M. Takeguchi;Kohsuke Kawabata

Electrosynthesis of 2,7-linked polycarbazole derivatives to realize low-bandgap electroactive polymers

• DOI: 10.1016/j.synthmet.2010.08.023
• 发表时间: 2010-11-01
• 期刊: SYNTHETIC METALS
• 影响因子: 4.4
• 作者: Kawabata, Kohsuke;Goto, Hiromasa
• 通讯作者: Goto, Hiromasa

Helical twisting power of three-ring chiral molecules and polymerization in cholesteric electrolyte solutions

• DOI: 10.1016/j.matchemphys.2012.10.017
• 发表时间: 2013-01
• 期刊: Materials Chemistry and Physics
• 影响因子: 4.6
• 作者: H. Hayashi;Aohan Wang;Kohsuke Kawabata;H. Goto

Polymerization in Liquid Crystal Medium : Preparation of Polythiophene Derivatives Bearing a Bulky Pyrimidine Substituent

液晶介质中的聚合：带有大体积嘧啶取代基的聚噻吩衍生物的制备

• 发表时间: 2010
• 期刊: Polymers
• 影响因子: 5
• 作者: Satoshi Ohkawa;Reina Ohta;Kohsuke Kawabata;Hiromasa Goto
• 通讯作者: Hiromasa Goto

液晶電解不斉重合法により作製した共役系高分子膜の光学活性

液晶电解不对称聚合法制备共轭聚合物薄膜的光学活性

• 发表时间: 2012
• 作者: Satoshi Ohkawa;Reina Ohta;Kohsuke Kawabata;Hiromasa Goto;川畑公輔・後藤博正;川畑公輔・後藤博正
• 通讯作者: 川畑公輔・後藤博正