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理化学研究所、人工筋肉と有機薄膜太陽電池にも応用が期待される光を運動エネルギーに変える新高分子素材の開発に成功

理化学研究所は、世界で初めて分子を大面積で3次元的に配列させ、人工筋肉と有機薄膜太陽電池にも応用が期待される光を運動エネルギーに変える新高分子素材の開発に成功させたということです。
 解説では、
「シートで挟んで加熱しながらプレスするという、科学的な原理を知らなくても誰にでもできる簡単な操作で、フィルムの表から裏まで完全配向する機能分子の開発に成功しました。機能分子が一方向に完全に並んだフィルムは、機能分子にフィルムの表から裏まで電子を運ばせることが可能」
 とあり、科学の分子構造とその素材の分野での研究の不思議さと面白さを感じさせるものです。

 人工筋肉と太陽電池というまったく印象の異なる分野で活躍が期待される、光による形状記憶的な機能をもった素材の研究開発は、米国の科学雑誌『Science』(11月5日号)に掲載されるということです。


プレスリリース / 理化学研究所、平成22年11月5日
光を運動エネルギーに変える新高分子素材の開発に成功 / 詳細版

Front
-----image : 同リリースより-----
Front02

" 世界で初めて分子を大面積で3次元的に配列させ、新機能を実現
..........
基幹研究所機能性ソフトマテリアル研究グループのエネルギー変換研究チームらは、光で構造が変化するアゾベンゼン分子を組み込んだブラシ状の高分子「ポリマーブラシ」を、大面積で3次元的に一挙に配列させる手法の開発に初めて成功しました。
この規則性のある3次元集積構造は、延伸したテフロンシート(テフロンRはデュポン社の登録商標です)にポリマーブラシを挟み込み、アイロンに似た熱と圧力を加えるという、いたって簡単な操作で実現しました。さらに、このフィルムに光を当てると、アゾベンゼン分子の構造変化が一方向に集約し、フィルムが湾曲するという巨視的変形を引き起こすことを見いだしました。 すなわち、この新しいフィルムは光エネルギーを運動エネルギーに変換する機能を持っており、新たな人工筋肉材料などへの展開が期待されます。また、本技術は有機薄膜太陽電池をはじめとする次世代の機能材料の開発にも革新をもたらすと期待されます。
.......... "

".....今後の期待 今回、「テフロンシートで挟んで加熱しながらプレス」するという、科学的な原理を知らなくても誰にでもできる簡単な操作で、フィルムの表から裏まで完全配向する機能分子の開発に成功しました。機能分子が一方向に完全に並んだフィルムは、機能分子にフィルムの表から裏まで電子を運ばせることが可能となるため、高効率な有機薄膜太陽電池などの開発に非常に有効です。これまで、ナノメートルの大きさで分子を配向させる技術は存在しましたが、その107倍の1cm、ましてや、109倍の1mの大きさで分子を完全に規則的に並べる技術は存在しませんでした。この分子配向技術による大面積での分子配向制御の実現は、有機薄膜太陽電池などの有機デバイス開発だけでなく、有機材料科学分野全体に大きな波及効果をもたらすものと期待されます。また、今回のフィルムが示す光応答機能は、光エネルギーを運動エネルギーに変換するため、光で収縮・膨張を繰り返す新たな人工筋肉材料への応用・展開が見込まれます。..... "-----詳細版より

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Science/AAAS - CURRENT ISSUE : 5 NOVEMBER 2010 VOL 330, ISSUE 6005



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