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光学活性ポリアニリンとその電解合成方法並びに光学活性エレクトロクロミック材 コモンズ

国内特許コード P110004809
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2007-018537
公開番号 特開2008-184520
登録番号 特許第4487079号
出願日 平成19年1月29日(2007.1.29)
公開日 平成20年8月14日(2008.8.14)
登録日 平成22年4月9日(2010.4.9)
発明者
  • 後藤 博正
出願人
  • 国立大学法人 筑波大学
発明の名称 光学活性ポリアニリンとその電解合成方法並びに光学活性エレクトロクロミック材 コモンズ
発明の概要

【課題】 オリゴマーを必要とすることなく、アニリンモノマーを出発物質として、光学活性の制御を可能とする光学活性ポリアニリンの電解合成を行う。
【解決手段】 アニリンモノマーの反復酸化的な電解重合を光学活性分子の存在下において行い、光学活性分子ドープポリアニリン薄膜を製造する。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要


エレクトロクロミック(EC)材料は、異なる電位条件下で保持する場合に色の変化を示す。ポリチオフェン、ポリピロール、poly(3,4-ethylenedioxythiophene)等の導電性ポリマーは、このようなEC材料に対して無機的EC材料とは異なるアプローチを提供することが知られている。こういったポリマーにイオンを用いてドーピングを行うと、その導電性は半導体に特徴的な挙動から、金属に特徴的な挙動までの範囲となる。ドーピングは電気化学的手順によるものであり、そこではポリマーが電解セルの電極として利用されるが、このセルにはイオン化されることによってドーパントイオンになりうる化合物である電解質が含まれる。この過程により、ポリマーの電子状態に変化が生じ、結果としてEC特性が生じることになる。そして、ポリアニリン(PANI)も有望な導電性ポリマーの一つである。その理由は化学的に安定であり、比較的導電性が高く、ECなどの興味深い光学特性を有しているためである。ここでのECは化学的ならびに電気化学的ドーピングにより生じるものである。たとえば、カンファースルホン酸(CSA)ドープ化PANIの調製が化学的酸化的重合(非特許文献1-3)ならびに電気化学的重合(非特許文献4-5)により行われており、キラルオプティカル性を有するらせん状のポリアニリンが得られている。



CSAでドープ化したポリアニリン(PANI-CSA)はたとえば次式として示される。



【化学式1】


さらに電気化学的重合過程における重合温度の変化によって、キラルなPANIのらせん方向が変化することが知られている(非特許文献6)。また、最近では、光学活性を持つ成分を含む置換PANIの光学活性において、化学的ドーピングによって誘導される変化についての研究が行われている(非特許文献7)。

【非特許文献1】A.G. MacDiarmid et al., Synth. Met. 65, 103 (1994).

【非特許文献2】S.J. Su et al., Chem. Mater. 13, 4787 (2001).

【非特許文献3】C.Y. Yang et al., Synth. Met. 53, 293 (1993).

【非特許文献4】E.V. Strounina et al., Synth. Met. 106, 129 (1999).

【非特許文献5】W. Li et al., Adv. Func. Mater. 15, 1793 (2005).

【非特許文献6】Y.P. Loom et al., Macromolecules 39, 5604 (2006).

【非特許文献7】H. Goto, Macromol. Chem. Phys. 207, 1087 (2006).

産業上の利用分野


本発明は、アニリンモノマーから合成可能とされ、光学回転角の外部電場による制御も可能とされている光学活性ポリアニリンとその電解合成方法並びにこれを特徴とする光学活性エレクトロクロミック(EC)材に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
アニリンモノマーを原料として、酸化と還元を連続的に行う反復酸化的な電解重合を光学活性分子のカンファースルホン酸(CSA)の存在下において行うことで光学活性分子ドープポリアニリン薄膜を製造することを特徴とする光学活性ポリアニリンの電解合成方法。

【請求項2】
サイクリック・ボルタンメトリーを用いて電解重合を行うことを特徴とする請求項1に記載の光学活性ポリアニリンの電解合成方法。

【請求項3】
請求項1または2に記載の方法において、酸を存在させて電解重合を行い、光学活性エレクトロクロミズム(EC)特性を発現するポリアニリン薄膜を製造することを特徴とする光学活性ポリアニリンの電解合成方法。

【請求項4】
酸が硫酸であることを特徴とする請求項3に記載の光学活性ポリアニリンの電解合成方法。

【請求項5】
請求項1から4のうちのいずれかに記載の方法により合成され、レドックス過程によって光学活性が調節され、光学活性エレクトロクロミズム(EC)特性を発現する光学活性ポリアニリンの薄膜がその構成の少なくとも一部とされているエレクトロクロミック(EC)材であって、外部電場による光学回転角の制御が可能とされていることを特徴とする光学活性エレクトロクロミック(EC)材。

【請求項6】
請求項5に記載の光学活性エレクトロクロミック(EC)材が用いられていることを特徴とするエレクトロクロミック装置。
産業区分
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007018537thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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