アルキル化π共役系分子を基材とする液体エレクトレットの開発
【研究キーワード】
エレクトレット / π共役分子 / 液体 / アルキルーπエンジニアリング / 振動発電素子 / 熱容量測定 / 中性子準弾性散乱 / 液体エレクトレット / アルキル化π共役分子液体 / 粘弾性 / 伸縮性振動発電素子 / アルキル化π共役ポリマーフルイド / 機能性液体 / アルキル－πエンジニアリング / ソフトエレクトロニクス / π共役ポリマー / センサ / アクチュエータ / ストレッチャブル素子 / 中性子弾性散乱 / アルキル化π液体分子 / 圧電素子 / アクチュエーター / 中性子散乱 / 発光 / アモルファス
【研究成果の概要】
π共役分子を分子の中心に、その周りに嵩高くかつ柔軟性に富む分岐アルキル鎖を導入することで、常温液状の機能性分子を得ることができる。この液体に電圧を印加することで、分子の中心に配置されたπ共役部位に電子が優先的に保持され帯電したエレクトレットとなる。この液体エレクトレットを柔軟性電極に含浸させることで、伸縮性振動発電素子の構築に成功した。液体粘性と帯電安定性の相関を検討するなど、最適な液体エレクトレット材料の設計指針のヒントを得た。また、同液体分子が高いエントロピーによって安定化されていることを確認した。
【研究の社会的意義】
人体運動に追随して未使用運動エネルギーから発電できるウェアラブル発電素子が構築できれば、Eco-Society 5.0の目指す社会や遠隔医療などが関わるWell-Being社会に貢献可能な環境発電技術となる。液体物質は、自由変形性を示すことから様々な形状、変形に対して適応できるため、液体エレクトレットの創成は、上述のウェアラブル発電素子の性能向上を後押しできる。本研究では、液体エレクトレットの設計・合成、伸縮性振動発電素子の創成、ならびに液体物質としての本質物性の理解まで手掛けた。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 山室 修 | 東京大学 | 物性研究所 | 教授 | (Kakenデータベース) |
| 吉田 学 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | エレクトロニクス・製造領域 | 研究チーム長 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)