PEDOT:PSSの高機能化とフレキシブルデバイスへの応用

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本セミナーでは、PEDOT:PSSの高導電化、柔軟性付与および安定性の向上に的を絞り、最近の技術動向とそれらの応用について解説いたします。
また、各種手法の特徴や作用機構、性能向上の程度を整理し、用途に応じた材料設計・手法選択の考え方についても解説いたします。

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数多くの導電性高分子の中でもPEDOT:PSSは、電気伝導度、安定性、透明性などの性能がバランス良く、既に帯電防止、コンデンサの陰極材料などに実用化されています。しかし、今後有望な応用分野として考えられるフレキシブルデバイスなどへの展開のためには、より一層の高機能化が必要です。  本講座では、PEDOT:PSSの高導電化、柔軟性付与および安定性の向上に的を絞り、最近の技術動向とそれらの応用について解説します。あわせて、各種手法の特徴や作用機構、性能向上の程度を整理し、用途に応じた材料設計・手法選択の考え方についても解説します。

  1. PEDOT:PSSの基礎と既存応用
    1. 既存の応用分野
    2. 導電機構
    3. PSSの役割と分子量の影響
  2. 高導電化とその設計指針
    1. 添加剤による高導電化とその機構
      • 極性溶媒添加系
      • 界面活性剤添加系
      • プロトン酸添加系
      • イオン液体添加系
    2. 物理的手法による高導電化
      • 延伸・配向処理
      • レーザー照射
    3. 高導電化手法の特徴と性能向上の程度の整理
      • 導電性向上の考え方
      • 手法ごとの特徴と適用の違い
  3. 柔軟性付与
    1. 可塑剤添加系
    2. イオン液体添加系
    3. 他ポリマーとの複合化
    4. 架橋構造の導入
    5. 相互侵入型網目構造 (IPN)
    6. 柔軟性付与手法の特徴と材料設計の整理
      • 柔軟性付与のためのアプローチ
      • 用途に応じた手法選択の考え方
  4. 安定性の向上
    1. 室温・空気中での導電度低下の機構
    2. 後処理による安定性向上
    3. 架橋構造導入による安定性向上
    4. 添加剤による安定性向上
    5. 安定性向上のための設計上の留意点の整理
      • 湿度・熱・時間による影響
      • 長期安定性確保の考え方
  5. ナノカーボン複合化による高機能化
    1. CNTとの複合化
    2. 還元グラフェンオキサイド (rGO) との複合化
    3. 複合化による特性変化と適用の整理
      • 複合化による機能向上の特徴
      • 適用場面の考え方
  6. フレキシブルデバイスへの応用と設計指針
    1. フレキシブル電極
      • 心電図
      • 筋電図等
    2. 生体情報センサー
    3. その他用途
    4. 用途に応じた材料設計・手法選択の考え方
      • 高導電性が求められる場合
      • 伸縮性が求められる場合
      • 耐久性が求められる場合
  7. まとめ

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