導電性高分子およびナノ炭素複合材料の基礎と導電性向上技術

導電性高分子の中で、ポリアニリン (PANI) ポリチオフェン (PEDOT) 、ポリピロール (PPy) が最も本質的な導電性高分子 (ICP) である。またこれ以外にカーボンナノチューブ (CNT) 、ナノグラファイト (NGP) 、グラフェン (Gr) 、フラーレン (Fr) などのナノ炭素を複合化させた高分子も導電性高分子の範疇に加えられる。 　本セミナーではこれら材料の基本的事項から、透明導電膜・フィルム、キャパシタ、太陽電池など、応用開発を目指す上で不可欠な導電性向上策、汎用樹脂との複合化について、最近の文献特許情報および筆者の研究成果を交えながら解説する。さらに具体的な応用例としてフレキシブル透明導電膜材料・フィルム開発の最近の動向について解説する。

1. はじめに – 導電の基礎 -
   1. 表面・体積抵抗とその評価法
   2. 導電機構と特徴
      1. イオン伝導
      2. 電子伝導
2. 導電性高分子の基本
   1. 導電性高分子ICP
      1. 外部ドープ型
         • ポリチオフェン (PEDOT)
         • ポリアニリン
         • ポリピロール
      2. 自己ドープ型
         • スルホン化ポリアニリン
         • スルホン化ポリチオフェン
   2. ナノ炭素粒子
      1. 平面型
         • グラフェン
         • ナノグラファイト
      2. 繊維・筒状
         • カーボンナノファイバー (CNF)
         • カーボンナノチューブ (CNT)
      3. 球状 (フラーレン)
   3. 導電性高分子ICPの開発・生産動向
   4. ナノ炭素粒子の開発・生産動向
3. 各種導電材の導電性向上と複合化方法
   1. ナノ炭素粒子の導電性向上と複合化法
      1. パーコレーション
      2. ダブルパーコレーション理論とその有用性
   2. 導電性高分子の導電性向上と複合化についての最近の研究例
      1. ドーパント種・量効果
      2. セカンドドーパント効果 (配向促進剤)
      3. 高分子バインダー (希釈材) 効果
      4. 無機酸化物ナノ粒子添加効果
      5. セルロースナノファイバー (吸着) 複合効果
      6. (酸化) グラフェン添加効果
      7. フェノール誘導体添加効果
      8. その他、金属微粒子 (Ag粒子、Agファイバー、Cu粒子) との複合化
4. 各種導電材を用いた非ITO系透明導電材・フィルムの研究開発動向
   1. 導電性高分子系
      1. ポリアニリン
      2. PEDOT
      3. ポリピロール
   2. ナノ炭素粒子系
      1. カーボンナノチューブ (CNT)
      2. グラフェン
      3. フラーレン
   3. 金属・金属酸化物粒子
      1. 銀系ナノ粒子・ナノファイバー
      2. 銅系ナノ粒子・ナノファイバー
      3. ZnO
5. まとめ及び課題
• 質疑応答・名刺交換