ナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法
【課題】 細孔内部へモノマーを高効率で供給して、高強度のナノシリンダー型導電性高分子材を製造する。
【解決手段】反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、前記鋳型テンプレートに配置された電極とを含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を、支持電解質の存在下に、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電界重合を行い、ナノシリンダー形状を有する導電性高分子材を形成する工程を含むことを特徴とする。
【解決手段】反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、前記鋳型テンプレートに配置された電極とを含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を、支持電解質の存在下に、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電界重合を行い、ナノシリンダー形状を有する導電性高分子材を形成する工程を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族化合物の酸化重合によって生成する導電性高分子、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等は、レドックス性やドーピング性など数々の特性を有しており、機能性材料として様々な分野での応用が期待される材料である。例えば、用途に応じた形態に成形することができれば、その導電性を活かして、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）等における電界放出素子などに用いられる電子放出材料、配線材料、センサー、電気化学キャパシタ、ナノインプリント用モールド、プローブ顕微鏡用探針、触媒担体等の各種の用途に利用することが期待される。
【０００３】
しかしながら、多くの導電性高分子はほとんどの有機溶媒に不溶であることからキャストなどによる成形ができず加工性に乏しい。そのため、用途に応じた形態の導電性高分子材を製造するために、各種の導電性高分子の合成法と合成条件が提案されてきた(特許文献１、特許文献２等参照)。
【０００４】
ところで、導電性高分子の合成法は、モノマー分子に化学的酸化剤を作用させる化学重合とモノマー分子を電気化学的に酸化する電解重合に大別される。一般に前者の化学重合によって得られる導電性高分子は粒子状の沈殿物となるが、後者は電極上に薄膜として生成する。
【０００５】
電解重合は、形成される導電性高分子膜の膜厚を制御しながら合成できる利点を有するが、電極界面へのモノマーの輸送が不十分であると電極上に得られる膜は粗雑なものとなってしまう。また、多孔性基板の細孔内部で電解重合を行う場合は、さらにモノマーの輸送が制限されてしまい、導電性高分子材料を細孔内部へ密に充填させることは極めて困難となる。
【０００６】
例えば、配線材料やフラットパネルディスプレイなどの電子放出源としての応用が期待されているナノシリンダー型の導電性高分子材料の製造のためには、孔径がナノメートルレベルのナノ細孔を有する鋳型内部で導電性高分子を電解合成することが必要となる
【特許文献１】特開２００５−２００５１８号公報
【特許文献２】特開２００７−４６０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、水電解液や有機電解液等の従来の媒質中においては、ナノ細孔内部へのモノマーの輸送が制限されるため、細孔内部にモノマーを充填して電解重合によりナノシリンダー型の導電性高分子材を形成することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、前記した問題を解決し、細孔内部へモノマーを高効率で供給して、高強度のナノシリンダー型導電性高分子材を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、前記鋳型テンプレートに配置された電極とを含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を、支持電解質の存在下に、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電界重合を行い、ナノシリンダー形状を有する導電性高分子材を形成する工程を含むことを特徴とするナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法を提供する。
【００１０】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電解重合を行うことによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００であるものであることを特徴とする。
【００１２】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体に用いる超臨界流体あるいは亜臨界流体として、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００であるものを用いることによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、超臨界状態あるいは亜臨界状態のトリフルオロメタンまたは１，１−ジフルオロエタンであることを特徴とする。
【００１４】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体に用いる超臨界流体あるいは亜臨界流体として、超臨界状態あるいは亜臨界状態のトリフルオロメタンまたは１，１−ジフルオロエタンを用いることによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記単量体が、ピロールまたはチオフェンであることを特徴とする。
【００１６】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界状態を用いて、ピロールまたはチオフェンを細孔内部に効率的に輸送して、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するポリピロールまたはポリチオフェンからなるナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記電解重合は、５ＭＰａを超える圧力で行うことを特徴とする。
【００１８】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、電解重合を、５ＭＰａを超える圧力で行うことによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の製造方法によれば、ナノ細孔内への効率的なモノマー輸送を行うことができ、生成する導電性高分子の細孔内への充填が極めて迅速に行われることによって、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、所望の強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。例えば、細孔内への導電性高分子の充填は、従来の反応媒体を用いた場合に比して、導電性高分子の析出速度が７．５倍程度になる。
【００２０】
また、得られる導電性高分子材は、ナノシリンダー1本1本の長さが揃っており、その強度も高く、鋳型テンプレートを除去しても直立したままである。そのため、本発明の方法によって得られるナノシリンダー型導電性高分子材は、導電性を有するとともに、長さの揃ったナノシリンダーが電極上に直立している特有の形態を活かして、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）等における電界放出素子などに用いられる電子放出材料、配線材料、センサー、電気化学キャパシタ、ナノインプリント用モールド、プローブ顕微鏡用探針、触媒担体への利用が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法(以下、「本発明の方法」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
本発明の方法は、反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、鋳型テンプレートに蒸着された金属材料からなる電極を含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、単量体を、支持電解質の存在下に電解重合を行う工程を含む方法である。
【００２３】
本発明の方法で用いられる電解重合反応器の具体例を図１（ａ）に示す。
図１（ａ）に示す電解重合反応器１は、反応用細孔２を有する鋳型テンプレート３と、前記鋳型テンプレート３に配置された電極４とを備えるものである。この電解重合反応重合器１をオートクレーブ等の高圧反応器に入れて電解重合を行うことによって、本発明の方法を行うことができる。
【００２４】
鋳型テンプレート３は、上部から底部まで貫通する反応用細孔２を有し、反応用細孔２は、製造するナノシリンダー型導電性高分子材の形態（外径、長さ、分布密度、配置位置等）に応じて細孔径、貫通深さ、孔密度、孔位置等が選択される。この鋳型テンプレート３の具体例として、ナノポーラスアルミナやポリカーボネート製のフィルター膜等が挙げられる。また、この鋳型テンプレート３は、反応用細孔２内にナノシリンダー型導電性高分子材が形成された後、アルカリ溶液等による溶解によって除去することが容易である点で、ナノポーラスアルミナで形成されていることが好ましい。
電極４は、特に制限されず、例えば、白金、金等が用いられる。
【００２５】
本発明の方法によるナノシリンダー型導電性高分子材の製造においては、まず、図１（ａ）に示すように、反応用細孔２を有する鋳型テンプレート３の片面に真空蒸着された白金や金などの金属材料からなる電極４とを有する電解重合反応器１を構成する。次に、この電解重合反応器１をオートクレーブ（図示せず）に入れた後、オートクレーブ内に支持電解質、反応媒体および単量体の混合物を供給して充填して、オートクレーブを密閉する。そして、オートクレーブ内の圧力を反応媒体の臨界温度・圧力近傍あるいはそれ以上に加熱および加圧して反応媒体を超臨界状態あるいは亜臨界状態にする。次に、電極４と、オートクレーブ内に配置した対極（図示せず）との間に電圧を印加して、単量体の電解重合反応を行う。これによって、図１（ｂ）に示すように、反応用細孔２の内部にナノシリンダー型の導電性高分子材５が形成される。次に、鋳型シリンダー３を除去することによって、図１（ｃ）に示すように、電極板４上に直立したナノシリンダー型の導電性高分子材５を得ることができる。
【００２６】
この電解重合においては、反応媒体として、液体と気体の中間の拡散係数を有する超臨界流体を用いることによって、反応用細孔の電解重合反応における大きな物質移動速度と導電性高分子材を形成する単量体の効率的な輸送が行われ、反応用細孔の内部の全体にわたり核形成が充分に行われ、その後の核成長も均一に起こるため、反応用細孔の内部形状が正確に転写されたナノシリンダー型の導電性高分子材が形成される。
【００２７】
本発明の方法において、反応媒体として用いられる超臨界流体あるいは亜臨界流体は、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００、好ましくは比誘電率が５〜１００であるものである。中でも、比較的温和な条件で臨界状態となり、かつ比較的極性を有するため、支持電解質を充分に溶解し、かつ電解重合を行うために充分な電気伝導度（１．０×１０-4Ｓｃｍ-1以上）を示すことから、超臨界状態のトリフルオロメタン（臨界点：２６．２℃、４．８５ＭＰａ）または１，１−ジフルオロエタン（臨界点：１１３．３℃、４．５２ＭＰａ）を用いることが好ましい。例えば、超臨界トリフルオロメタンは、１０ＭＰａ以下では低極性であるものの１５ＭＰａ以上ではその比誘電率は６以上になり、支持電解質を充分に溶解し、かつ電解重合を行うに充分な電気伝導度を与える。
【００２８】
本発明の方法は、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を用いて、ナノシリンダー型導電性高分子材を反応用細孔内に形成する方法である。単量体として用いられる置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物の具体例としては、未置換アニリン、アルキルアニリン類、アルコキシアニリン類、ハロアニリン類、ｏ−フェニレンジアミン類、２，６−ジアルキルアニリン類、２，５−ジアルコキシアニリン類、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、ピロール、３−メチルピロール、３−エチルピロール、３−プロピルピロール、チオフェン、３−メチルチオフェン、３−エチルチオフェン、３，４−エチレンジオキシチオフェン、チエノ[３，４−ｂ]ピラジンなどを挙げることができる。本発明のナノシリンダー型導電性高分子材は、これらの単量体の中から選ばれる１種または２種以上の組み合わせからなる重合体で構成される。特に、これらの単量体の代表例として、ピロールまたはチオフェンが挙げられる。
【００２９】
本発明の方法で用いられる支持電解質は、用いられる単量体および超臨界流体または亜臨界流体等に応じて適宜選択されるが、代表的なものを例示すると、四フッ化ホウ素塩化合物、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムパークロライド、テトラブチルアンモニウムパークロライド、テトラメチルアンモニウム、ｐ−トルエンスルホン酸塩化合物、ボロジサリチル酸トリエチルアミン、１０−カンファースルホン酸塩化合物、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロホウ素、テトラブチルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムスルフォネート、［ＣＨ3（ＣＨ2）11］2Ｎ（Ｂｒ）（ＣＨ3）2、［（Ｃ18Ｈ37）2Ｎ（ＣＨ3）2］Ｃｌ、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ素などが挙げられる。これらの支持電解質は、１種単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロホウ素、テトラブチルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムスルフォネート、［ＣＨ3（ＣＨ2）11］2Ｎ（Ｂｒ）（ＣＨ3）2、［（Ｃ18Ｈ37）2Ｎ（ＣＨ3）2］Ｃｌ、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ素などが好ましい。
【００３０】
支持電解質の濃度は、所望の電流密度が得られるように設定すればよいが、一般的には０．０１〜１．０ｍｏｌ／ｌの範囲内に設定すれば特に問題はない。
【００３１】
また、電解重合は、５ＭＰａを超える圧力、好ましくは１０ＭＰａ以上の圧力下で行われる。
【００３２】
電解重合は、定電位法、定電圧法、定電流法または電位走査法のいずれを用いてもよい。中でも特に、電位差法は電解重合のモニタリングを行うことができ、かつ重合反応の制御が容易であることから有利である。電解重合における電流密度は特に限定されないが、最大で１００ｍＡ／ｃｍ2程度である。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例および比較例によって、本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１、比較例１）
片面に白金を蒸着した多孔質アルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を作用極とし、白金板電極（１×１ｃｍ２）を対極とし、さらに、銀ワイヤーを参照極として備えたオートクレーブ（サファイア窓付き、容積：０．０９６ｄｍ３）に、チオフェン９．６ｘ１０−４ｍｏｌと支持電解質としてテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート４．８ｘ１０−３ｍｏｌを加えた（チオフェン濃度：０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、支持電解質濃度：０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３）。引き続き、プランジャーポンプを用いてオートクレーブ中にトリフルオロメタン（ボンベ入り）を内圧１５ＭＰａになるまで導入し、さらに水浴中でオートクレーブを５０℃に加熱してフルオロホルムを超臨界状態としてピロールとテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを溶解させた。その後、＋２．６Ｖ（ｖｓ．Ａｇワイヤー）の電位を印加して１４０分間電解重合を行った。
【００３５】
比較例１として、アセトニトリル電解液中において、チオフェン重合を行った。
チオフェンと、支持電解質としてテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートをそれぞれ０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３の濃度になるようにアセトニトリルに溶解した。得られた溶液を、作用極（鋳型テンプレート）として片面に白金を蒸着したポーラスアルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を、対極として一対の白金板電極（１×１ｃｍ２）を、参照極として銀ワイヤーを備えたビーカー型セルに入れて、＋２．６Ｖ（ｖｓ．Ａｇワイヤー）の電位を印加して１４０分間電解重合を行った。
【００３６】
また、アセトニトリル（５０℃；比較例１）および超臨界トリフルオロメタン（５０℃，１５ＭＰａ；実施例１）中のそれぞれにおける重合挙動について、各電解時間での鋳型の断面を光学顕微鏡により観察した。
【００３７】
その結果、図２（ａ）（比較例１）および図２（ｂ）（実施例１）の光学顕微鏡写真に示すように、電解が進むにつれて、いずれの電解媒体中でもポーラスアルミナの下部にある白金電極からポリチオフェンが成長したが、超臨界トリフルオロメタン（実施例１）中では、アセトニトリル（比較例１）中に比べて、ポリチオフェンナノシリンダーの形成が効率的に進行し、１４０分の電解重合によって、ポーラスアルミナの細孔入口までナノシリンダーが形成されることが明らかとなった。また、１４０分の定電位重合を行った時点で超臨界トリフルオロメタン中での通電量は３４Ｃであり、アセトニトリル中での４．５Ｃと比較して７．５倍もの大きさになったことから、重合が大幅に促進された事がわかった。
【００３８】
引き続き、実施例1および比較例１について、１００分電解重合を続けた後、４Ｍ水酸化ナトリウム水溶液に１２時間浸漬して作用極から鋳型テンプレートであるポーラスアルミナを溶解除去して、ポリチオフェンナノシリンダーを得た。得られたポリチオフェンナノシリンダーの形態を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。図３（ａ）および（ｂ）に比較例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真、図３（ｃ）および（ｄ）に実施例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真を示す。
【００３９】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、アセトニトリル中で合成したポリチオフェンナノシリンダー（比較例１）は鋳型を除去してしまうと倒れてしまった。このため、ナノシリンダーを形成している導電性高分子の密度が低いことが考えられる。一方、超臨界トリフルオロメタン中で合成したポリチオフェンナノシリンダー（実施例１）は、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、電極に対して直立していることが確認された。これは、超臨界流体の有する高い拡散性により、鋳型細孔内部だけでなくナノシリンダーの内部にまで基質が十分に供給され、密度の高い直立できるだけの強度を有するものが得られたものと考えられる。
【００４０】
（実施例２、比較例２）
片面に白金を蒸着したポーラスアルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を作用極（鋳型テンプレート）として、白金板電極（１×１ｃｍ２）を対極として、銀ワイヤーを参照極として備えたオートクレーブ（サファイア窓付き、容積：０．０９６ｄｍ３）に、ピロール９．６x１０−４ｍｏｌと、支持電解質としてのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート４．８×１０−３ｍｏｌを加えた（ピロール濃度：０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、支持電解質濃度：０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３）。引き続き、プランジャーポンプを用いてオートクレーブ中にトリフルオロメタン（ボンベ入り）を内圧１５ＭＰａになるまで導入し、さらに、水浴によりオートクレーブを５０℃に加熱してフルオロホルムを超臨界状態とし、ピロールとテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを溶解させた。その後、＋２．０Ｖ（ｖｓ．Ａｇワイヤー）の電位を印加して１５分間電解重合を行った。
【００４１】
比較例２として、アセトニトリル電解液中においてピロールの電解重合を行った。
ピロールと、支持電解質としてのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートをそれぞれ０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３の濃度になるようにアセトニトリルに溶解した。得られた溶液を作用極として片面に白金を蒸着したポーラスアルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を、対極として一対の白金板電極（１ｘ１ｃｍ２）を、参照極として銀ワイヤーを備えたビーカー型セルに入れて、＋２．０Ｖ（ｖｓ．銀ワイヤー）の電位を印加して１５分間電解重合を行った。
【００４２】
（実施例３）
引き続き、実施例２および比較例２について、１５分間電解重合を続けた後、作用極より鋳型であるポーラスアルミナを４ＭのＮａＯＨ水溶液に１２時間浸すことで溶解除去し、ポリピロールナノシリンダーを得た。得られたポリピロールナノシリンダーの形態を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。図４（ａ）および（ｂ）に比較例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真、図５（ａ）および（ｂ）に実施例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真を示す。
【００４３】
アセトニトリル中で合成したポリピロールナノシリンダー（比較例２）は、電極に対して直立はしているものの長さが不揃いのものであった。一方、超臨界トリフルオロメタン中で合成したものは電極に対して直立している上、長さがしっかりと揃ったものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は電解重合反応器によるナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法を順を追って説明する図である。
【図２】（ａ）は比較例１において、０分、２０分、６０分、１００分および１４０分ポリチオフェンの電解重合を行った場合の光学顕微鏡写真、（ｂ）は実施例１において、０分、２０分、６０分、１００分および１４０分ポリチオフェンの電界重合を行った場合のポリチオフェンの光学顕微鏡写真である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、比較例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真、（ｃ）および（ｄ）は実施例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、比較例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、実施例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 電解重合反応器
２ 反応用細孔
３ 鋳型シリンダー
４ 電極板
５ ナノシリンダー型導電性高分子材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族化合物の酸化重合によって生成する導電性高分子、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等は、レドックス性やドーピング性など数々の特性を有しており、機能性材料として様々な分野での応用が期待される材料である。例えば、用途に応じた形態に成形することができれば、その導電性を活かして、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）等における電界放出素子などに用いられる電子放出材料、配線材料、センサー、電気化学キャパシタ、ナノインプリント用モールド、プローブ顕微鏡用探針、触媒担体等の各種の用途に利用することが期待される。
【０００３】
しかしながら、多くの導電性高分子はほとんどの有機溶媒に不溶であることからキャストなどによる成形ができず加工性に乏しい。そのため、用途に応じた形態の導電性高分子材を製造するために、各種の導電性高分子の合成法と合成条件が提案されてきた(特許文献１、特許文献２等参照)。
【０００４】
ところで、導電性高分子の合成法は、モノマー分子に化学的酸化剤を作用させる化学重合とモノマー分子を電気化学的に酸化する電解重合に大別される。一般に前者の化学重合によって得られる導電性高分子は粒子状の沈殿物となるが、後者は電極上に薄膜として生成する。
【０００５】
電解重合は、形成される導電性高分子膜の膜厚を制御しながら合成できる利点を有するが、電極界面へのモノマーの輸送が不十分であると電極上に得られる膜は粗雑なものとなってしまう。また、多孔性基板の細孔内部で電解重合を行う場合は、さらにモノマーの輸送が制限されてしまい、導電性高分子材料を細孔内部へ密に充填させることは極めて困難となる。
【０００６】
例えば、配線材料やフラットパネルディスプレイなどの電子放出源としての応用が期待されているナノシリンダー型の導電性高分子材料の製造のためには、孔径がナノメートルレベルのナノ細孔を有する鋳型内部で導電性高分子を電解合成することが必要となる
【特許文献１】特開２００５−２００５１８号公報
【特許文献２】特開２００７−４６０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、水電解液や有機電解液等の従来の媒質中においては、ナノ細孔内部へのモノマーの輸送が制限されるため、細孔内部にモノマーを充填して電解重合によりナノシリンダー型の導電性高分子材を形成することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、前記した問題を解決し、細孔内部へモノマーを高効率で供給して、高強度のナノシリンダー型導電性高分子材を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、前記鋳型テンプレートに配置された電極とを含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を、支持電解質の存在下に、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電界重合を行い、ナノシリンダー形状を有する導電性高分子材を形成する工程を含むことを特徴とするナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法を提供する。
【００１０】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電解重合を行うことによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００であるものであることを特徴とする。
【００１２】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体に用いる超臨界流体あるいは亜臨界流体として、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００であるものを用いることによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、超臨界状態あるいは亜臨界状態のトリフルオロメタンまたは１，１−ジフルオロエタンであることを特徴とする。
【００１４】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体に用いる超臨界流体あるいは亜臨界流体として、超臨界状態あるいは亜臨界状態のトリフルオロメタンまたは１，１−ジフルオロエタンを用いることによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記単量体が、ピロールまたはチオフェンであることを特徴とする。
【００１６】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界状態を用いて、ピロールまたはチオフェンを細孔内部に効率的に輸送して、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するポリピロールまたはポリチオフェンからなるナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記電解重合は、５ＭＰａを超える圧力で行うことを特徴とする。
【００１８】
このナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法では、電解重合を、５ＭＰａを超える圧力で行うことによって、細孔内部への効率的なモノマー輸送を行うことができ、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、高強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の製造方法によれば、ナノ細孔内への効率的なモノマー輸送を行うことができ、生成する導電性高分子の細孔内への充填が極めて迅速に行われることによって、非常に正確な導電性高分子のナノ細孔構造の転写を実現し、所望の強度を有するナノシリンダー型の導電性高分子材を製造することができる。例えば、細孔内への導電性高分子の充填は、従来の反応媒体を用いた場合に比して、導電性高分子の析出速度が７．５倍程度になる。
【００２０】
また、得られる導電性高分子材は、ナノシリンダー1本1本の長さが揃っており、その強度も高く、鋳型テンプレートを除去しても直立したままである。そのため、本発明の方法によって得られるナノシリンダー型導電性高分子材は、導電性を有するとともに、長さの揃ったナノシリンダーが電極上に直立している特有の形態を活かして、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）等における電界放出素子などに用いられる電子放出材料、配線材料、センサー、電気化学キャパシタ、ナノインプリント用モールド、プローブ顕微鏡用探針、触媒担体への利用が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法(以下、「本発明の方法」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
本発明の方法は、反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、鋳型テンプレートに蒸着された金属材料からなる電極を含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、単量体を、支持電解質の存在下に電解重合を行う工程を含む方法である。
【００２３】
本発明の方法で用いられる電解重合反応器の具体例を図１（ａ）に示す。
図１（ａ）に示す電解重合反応器１は、反応用細孔２を有する鋳型テンプレート３と、前記鋳型テンプレート３に配置された電極４とを備えるものである。この電解重合反応重合器１をオートクレーブ等の高圧反応器に入れて電解重合を行うことによって、本発明の方法を行うことができる。
【００２４】
鋳型テンプレート３は、上部から底部まで貫通する反応用細孔２を有し、反応用細孔２は、製造するナノシリンダー型導電性高分子材の形態（外径、長さ、分布密度、配置位置等）に応じて細孔径、貫通深さ、孔密度、孔位置等が選択される。この鋳型テンプレート３の具体例として、ナノポーラスアルミナやポリカーボネート製のフィルター膜等が挙げられる。また、この鋳型テンプレート３は、反応用細孔２内にナノシリンダー型導電性高分子材が形成された後、アルカリ溶液等による溶解によって除去することが容易である点で、ナノポーラスアルミナで形成されていることが好ましい。
電極４は、特に制限されず、例えば、白金、金等が用いられる。
【００２５】
本発明の方法によるナノシリンダー型導電性高分子材の製造においては、まず、図１（ａ）に示すように、反応用細孔２を有する鋳型テンプレート３の片面に真空蒸着された白金や金などの金属材料からなる電極４とを有する電解重合反応器１を構成する。次に、この電解重合反応器１をオートクレーブ（図示せず）に入れた後、オートクレーブ内に支持電解質、反応媒体および単量体の混合物を供給して充填して、オートクレーブを密閉する。そして、オートクレーブ内の圧力を反応媒体の臨界温度・圧力近傍あるいはそれ以上に加熱および加圧して反応媒体を超臨界状態あるいは亜臨界状態にする。次に、電極４と、オートクレーブ内に配置した対極（図示せず）との間に電圧を印加して、単量体の電解重合反応を行う。これによって、図１（ｂ）に示すように、反応用細孔２の内部にナノシリンダー型の導電性高分子材５が形成される。次に、鋳型シリンダー３を除去することによって、図１（ｃ）に示すように、電極板４上に直立したナノシリンダー型の導電性高分子材５を得ることができる。
【００２６】
この電解重合においては、反応媒体として、液体と気体の中間の拡散係数を有する超臨界流体を用いることによって、反応用細孔の電解重合反応における大きな物質移動速度と導電性高分子材を形成する単量体の効率的な輸送が行われ、反応用細孔の内部の全体にわたり核形成が充分に行われ、その後の核成長も均一に起こるため、反応用細孔の内部形状が正確に転写されたナノシリンダー型の導電性高分子材が形成される。
【００２７】
本発明の方法において、反応媒体として用いられる超臨界流体あるいは亜臨界流体は、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００、好ましくは比誘電率が５〜１００であるものである。中でも、比較的温和な条件で臨界状態となり、かつ比較的極性を有するため、支持電解質を充分に溶解し、かつ電解重合を行うために充分な電気伝導度（１．０×１０-4Ｓｃｍ-1以上）を示すことから、超臨界状態のトリフルオロメタン（臨界点：２６．２℃、４．８５ＭＰａ）または１，１−ジフルオロエタン（臨界点：１１３．３℃、４．５２ＭＰａ）を用いることが好ましい。例えば、超臨界トリフルオロメタンは、１０ＭＰａ以下では低極性であるものの１５ＭＰａ以上ではその比誘電率は６以上になり、支持電解質を充分に溶解し、かつ電解重合を行うに充分な電気伝導度を与える。
【００２８】
本発明の方法は、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を用いて、ナノシリンダー型導電性高分子材を反応用細孔内に形成する方法である。単量体として用いられる置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物の具体例としては、未置換アニリン、アルキルアニリン類、アルコキシアニリン類、ハロアニリン類、ｏ−フェニレンジアミン類、２，６−ジアルキルアニリン類、２，５−ジアルコキシアニリン類、４，４'−ジアミノジフェニルエーテル、ピロール、３−メチルピロール、３−エチルピロール、３−プロピルピロール、チオフェン、３−メチルチオフェン、３−エチルチオフェン、３，４−エチレンジオキシチオフェン、チエノ[３，４−ｂ]ピラジンなどを挙げることができる。本発明のナノシリンダー型導電性高分子材は、これらの単量体の中から選ばれる１種または２種以上の組み合わせからなる重合体で構成される。特に、これらの単量体の代表例として、ピロールまたはチオフェンが挙げられる。
【００２９】
本発明の方法で用いられる支持電解質は、用いられる単量体および超臨界流体または亜臨界流体等に応じて適宜選択されるが、代表的なものを例示すると、四フッ化ホウ素塩化合物、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムパークロライド、テトラブチルアンモニウムパークロライド、テトラメチルアンモニウム、ｐ−トルエンスルホン酸塩化合物、ボロジサリチル酸トリエチルアミン、１０−カンファースルホン酸塩化合物、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロホウ素、テトラブチルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムスルフォネート、［ＣＨ3（ＣＨ2）11］2Ｎ（Ｂｒ）（ＣＨ3）2、［（Ｃ18Ｈ37）2Ｎ（ＣＨ3）2］Ｃｌ、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ素などが挙げられる。これらの支持電解質は、１種単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロホウ素、テトラブチルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムパークロライド、テトラヘキシルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムスルフォネート、［ＣＨ3（ＣＨ2）11］2Ｎ（Ｂｒ）（ＣＨ3）2、［（Ｃ18Ｈ37）2Ｎ（ＣＨ3）2］Ｃｌ、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ素などが好ましい。
【００３０】
支持電解質の濃度は、所望の電流密度が得られるように設定すればよいが、一般的には０．０１〜１．０ｍｏｌ／ｌの範囲内に設定すれば特に問題はない。
【００３１】
また、電解重合は、５ＭＰａを超える圧力、好ましくは１０ＭＰａ以上の圧力下で行われる。
【００３２】
電解重合は、定電位法、定電圧法、定電流法または電位走査法のいずれを用いてもよい。中でも特に、電位差法は電解重合のモニタリングを行うことができ、かつ重合反応の制御が容易であることから有利である。電解重合における電流密度は特に限定されないが、最大で１００ｍＡ／ｃｍ2程度である。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例および比較例によって、本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１、比較例１）
片面に白金を蒸着した多孔質アルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を作用極とし、白金板電極（１×１ｃｍ２）を対極とし、さらに、銀ワイヤーを参照極として備えたオートクレーブ（サファイア窓付き、容積：０．０９６ｄｍ３）に、チオフェン９．６ｘ１０−４ｍｏｌと支持電解質としてテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート４．８ｘ１０−３ｍｏｌを加えた（チオフェン濃度：０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、支持電解質濃度：０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３）。引き続き、プランジャーポンプを用いてオートクレーブ中にトリフルオロメタン（ボンベ入り）を内圧１５ＭＰａになるまで導入し、さらに水浴中でオートクレーブを５０℃に加熱してフルオロホルムを超臨界状態としてピロールとテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを溶解させた。その後、＋２．６Ｖ（ｖｓ．Ａｇワイヤー）の電位を印加して１４０分間電解重合を行った。
【００３５】
比較例１として、アセトニトリル電解液中において、チオフェン重合を行った。
チオフェンと、支持電解質としてテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートをそれぞれ０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３の濃度になるようにアセトニトリルに溶解した。得られた溶液を、作用極（鋳型テンプレート）として片面に白金を蒸着したポーラスアルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を、対極として一対の白金板電極（１×１ｃｍ２）を、参照極として銀ワイヤーを備えたビーカー型セルに入れて、＋２．６Ｖ（ｖｓ．Ａｇワイヤー）の電位を印加して１４０分間電解重合を行った。
【００３６】
また、アセトニトリル（５０℃；比較例１）および超臨界トリフルオロメタン（５０℃，１５ＭＰａ；実施例１）中のそれぞれにおける重合挙動について、各電解時間での鋳型の断面を光学顕微鏡により観察した。
【００３７】
その結果、図２（ａ）（比較例１）および図２（ｂ）（実施例１）の光学顕微鏡写真に示すように、電解が進むにつれて、いずれの電解媒体中でもポーラスアルミナの下部にある白金電極からポリチオフェンが成長したが、超臨界トリフルオロメタン（実施例１）中では、アセトニトリル（比較例１）中に比べて、ポリチオフェンナノシリンダーの形成が効率的に進行し、１４０分の電解重合によって、ポーラスアルミナの細孔入口までナノシリンダーが形成されることが明らかとなった。また、１４０分の定電位重合を行った時点で超臨界トリフルオロメタン中での通電量は３４Ｃであり、アセトニトリル中での４．５Ｃと比較して７．５倍もの大きさになったことから、重合が大幅に促進された事がわかった。
【００３８】
引き続き、実施例1および比較例１について、１００分電解重合を続けた後、４Ｍ水酸化ナトリウム水溶液に１２時間浸漬して作用極から鋳型テンプレートであるポーラスアルミナを溶解除去して、ポリチオフェンナノシリンダーを得た。得られたポリチオフェンナノシリンダーの形態を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。図３（ａ）および（ｂ）に比較例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真、図３（ｃ）および（ｄ）に実施例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真を示す。
【００３９】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、アセトニトリル中で合成したポリチオフェンナノシリンダー（比較例１）は鋳型を除去してしまうと倒れてしまった。このため、ナノシリンダーを形成している導電性高分子の密度が低いことが考えられる。一方、超臨界トリフルオロメタン中で合成したポリチオフェンナノシリンダー（実施例１）は、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、電極に対して直立していることが確認された。これは、超臨界流体の有する高い拡散性により、鋳型細孔内部だけでなくナノシリンダーの内部にまで基質が十分に供給され、密度の高い直立できるだけの強度を有するものが得られたものと考えられる。
【００４０】
（実施例２、比較例２）
片面に白金を蒸着したポーラスアルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を作用極（鋳型テンプレート）として、白金板電極（１×１ｃｍ２）を対極として、銀ワイヤーを参照極として備えたオートクレーブ（サファイア窓付き、容積：０．０９６ｄｍ３）に、ピロール９．６x１０−４ｍｏｌと、支持電解質としてのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート４．８×１０−３ｍｏｌを加えた（ピロール濃度：０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、支持電解質濃度：０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３）。引き続き、プランジャーポンプを用いてオートクレーブ中にトリフルオロメタン（ボンベ入り）を内圧１５ＭＰａになるまで導入し、さらに、水浴によりオートクレーブを５０℃に加熱してフルオロホルムを超臨界状態とし、ピロールとテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを溶解させた。その後、＋２．０Ｖ（ｖｓ．Ａｇワイヤー）の電位を印加して１５分間電解重合を行った。
【００４１】
比較例２として、アセトニトリル電解液中においてピロールの電解重合を行った。
ピロールと、支持電解質としてのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートをそれぞれ０．０１ｍｏｌ／ｄｍ３、０．０５ｍｏｌ／ｄｍ３の濃度になるようにアセトニトリルに溶解した。得られた溶液を作用極として片面に白金を蒸着したポーラスアルミナ膜（Ｗｈａｔｍａｎ社、Ａｎｏｄｉｓｃ１３、膜厚：６０μｍ、細孔径：２００ｎｍ）を、対極として一対の白金板電極（１ｘ１ｃｍ２）を、参照極として銀ワイヤーを備えたビーカー型セルに入れて、＋２．０Ｖ（ｖｓ．銀ワイヤー）の電位を印加して１５分間電解重合を行った。
【００４２】
（実施例３）
引き続き、実施例２および比較例２について、１５分間電解重合を続けた後、作用極より鋳型であるポーラスアルミナを４ＭのＮａＯＨ水溶液に１２時間浸すことで溶解除去し、ポリピロールナノシリンダーを得た。得られたポリピロールナノシリンダーの形態を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。図４（ａ）および（ｂ）に比較例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真、図５（ａ）および（ｂ）に実施例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真を示す。
【００４３】
アセトニトリル中で合成したポリピロールナノシリンダー（比較例２）は、電極に対して直立はしているものの長さが不揃いのものであった。一方、超臨界トリフルオロメタン中で合成したものは電極に対して直立している上、長さがしっかりと揃ったものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は電解重合反応器によるナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法を順を追って説明する図である。
【図２】（ａ）は比較例１において、０分、２０分、６０分、１００分および１４０分ポリチオフェンの電解重合を行った場合の光学顕微鏡写真、（ｂ）は実施例１において、０分、２０分、６０分、１００分および１４０分ポリチオフェンの電界重合を行った場合のポリチオフェンの光学顕微鏡写真である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、比較例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真、（ｃ）および（ｄ）は実施例１のポリチオフェンナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、比較例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、実施例２のポリピロールナノシリンダーの走査型電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 電解重合反応器
２ 反応用細孔
３ 鋳型シリンダー
４ 電極板
５ ナノシリンダー型導電性高分子材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、前記鋳型テンプレートに配置された電極とを含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を、支持電解質の存在下に、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電界重合を行い、ナノシリンダー形状を有する導電性高分子材を形成する工程を含むことを特徴とするナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項２】
前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００であるものである請求項１に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項３】
前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、超臨界状態あるいは亜臨界状態のトリフルオロメタンまたは１，１−ジフルオロエタンであることを特徴とする請求項１に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項４】
前記単量体が、ピロールまたはチオフェンであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項５】
前記電解重合は、５ＭＰａを超える圧力で行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項１】
反応用細孔を有する鋳型テンプレートと、前記鋳型テンプレートに配置された電極とを含む電解重合反応器を用いて、前記反応用細孔内で、置換もしくは非置換のπ共役系複素環式化合物、共役系芳香族化合物およびヘテロ原子含有共役系芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種の単量体を、支持電解質の存在下に、反応媒体として超臨界流体あるいは亜臨界流体を含む電解媒体を用いて電界重合を行い、ナノシリンダー形状を有する導電性高分子材を形成する工程を含むことを特徴とするナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項２】
前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、３〜５０ＭＰａにおける比誘電率が２〜１００であるものである請求項１に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項３】
前記超臨界流体あるいは亜臨界流体が、超臨界状態あるいは亜臨界状態のトリフルオロメタンまたは１，１−ジフルオロエタンであることを特徴とする請求項１に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項４】
前記単量体が、ピロールまたはチオフェンであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【請求項５】
前記電解重合は、５ＭＰａを超える圧力で行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のナノシリンダー型導電性高分子材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２３９８３５（Ｐ２００８−２３９８３５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８３５６３（Ｐ２００７−８３５６３）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年２月１６日に東京工業大学すずかけ台キャンパスＧ１棟８２０号室にて開催された東京工業大学大学院総合理工学研究科物質電子化学専攻平成１８年度修士論文発表会にて「超臨界流体中における導電性高分子材料の構造制御型電解合成」と題する修士論文をもって発表
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年２月１６日に東京工業大学すずかけ台キャンパスＧ１棟８２０号室にて開催された東京工業大学大学院総合理工学研究科物質電子化学専攻平成１８年度修士論文発表会にて「超臨界流体中における導電性高分子材料の構造制御型電解合成」と題する修士論文をもって発表
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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