JP5412942B2 - 有機高分子アクチュエータ - Google Patents
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Description
本発明の有機高分子アクチュエータは、一軸方向に動作する。
本発明の有機高分子アクチュエータは、電場に応答して可逆的に一軸方向に迅速に動作する。
[(A)x(B)y]z (A) (I)または
(B)[(A)x(B)y]z (II)
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルは、疎水性高分子セグメントおよび水溶性高分子セグメントの両方の構成モノマーとして例示されているが、水溶性高分子セグメントを形成しうるモノマーが、エチレン系モノマー、ビニルピリジン、ビニルアミン、アリルアミン、アクリル酸、メタクリル酸、アミノ酸、例えばリジン、グルタミン酸、アスパラギン酸、アルギニン、ヒスチジン、ケロシン、トレオニン、セリン、システイン等として構成する場合は、疎水性セグメントとして機能し、疎水性高分子セグメントを形成しうるモノマーが、エチレン系モノマー、例えば、スチレン、アルケン系モノマー、例えばブタジエン、イソプレン等の場合は、水溶性高分子セグメントして機能する。
水溶性高分子セグメント構成モノマーとして、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルを使用する場合は、疎水性高分子セグメントの構成モノマーとして同じモノマーを使用しないようにする。水溶性高分子セグメント構成モノマーとしてアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルを使用する場合は、疎水性高分子セグメントの構成モノマーとしては、スチレンモノマー、アルケン系モノマーを使用するようにする。
なお、本発明においては、数平均分子量はサイズ排除クロマトグラフィー (SEC)により測定した値で表している。
小角X線測定、UV-vis測定、透過型電子顕微鏡観察により、高分子薄膜がラメラ構造を形成しているかが可能である。
2H2O→O2+4H++4e−
の反応が起こり、Bラメラ層中の窒素原子を含有する未架橋の反応性基が4級アンモニウム塩を形成し、該層中に存在する電荷との間で斥力が発生し、図2右側に示したように、Bラメラ層が一軸方向に膨張する。
2H2O+4e−→2H2+4OH−
の反応が起こり、未架橋の反応性基から形成された4級アンモニウム塩が、元の未架橋反応性基にもどり、該層中発生していた斥力が消滅し、図2左側に示したように、膨張していたBラメラ層が一軸方向に収縮する。この膨張、収縮は可逆的に起こすことができる。
ポリ(スチレン−b−2−ビニルピリジン)(Poly(styrene-b-2-vinyl pyridine))(Mn=190 kg mol-1-b-190 kg mol-1:ポリマーソース社(Polymer Source, Inc.)製)を溶媒(ポリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート)に溶解した溶液(5wt%)を、白金及びITO基板上にスピンコートし、温度25℃の環境下、1500rpmで60秒間スピンコーティングして溶媒を除去し、薄膜(膜厚600nm)を形成した。
基板をITO基板とした以外は、上記交互ラメラ構造を有する高分子薄膜の製造例と同様にして、ITO基板上に交互ラメラ構造を有する高分子薄膜を製造した。
ITO電極(電極間距離1cm)に10Vの電位を印加したところ、高分子薄膜が、青色(印加前)から緑色(印加後)に変化した。これにより、交互ラメラ構造を有する高分子薄膜のドメインサイズが電場印加により増加することが確認された。
基板をITO基板とした以外は、上記交互ラメラ構造を有する高分子薄膜の製造例と同様にして、ITO基板上に交互ラメラ構造を有する高分子薄膜を製造した。
図7の構成のセルを使用し、周波数を0.5、1、10Hz(±5 V/cm)、矩形波)と変化させて膜の応答を観察した。一分子蛍光顕微鏡で観察した。結果を図9A〜図9Cに示す。
基板をITO基板とした以外は、上記交互ラメラ構造を有する高分子薄膜の製造例と同様にして、ITO基板上に交互ラメラ構造を有する高分子薄膜を製造した。
2:電極
3:溶液
4:電極
Claims (5)
- ブロック共重合体の交互ラメラ構造を有する高分子薄膜、溶液部、および該高分子薄膜および溶液部をはさんだ電極からなる有機高分子アクチュエータであって、
該交互ラメラ構造が、疎水性セグメントからなるラメラ層と水溶性セグメントからなるラメラ層とが交互に形成された構造であり、該水溶性セグメントからなるラメラ層が未架橋の反応性基を有しており、
溶液部が電解質溶液またはイオン液体である、有機高分子アクチュエータ。 - 溶液部がイオン液体である、請求項1に記載のアクチュエータ。
- 電極と高分子薄膜が水平に配置されている、請求項1または2に記載のアクチュエータ。
- 電極と高分子薄膜が垂直に配置されている、請求項1または2に記載のアクチュエータ。
- ブロック共重合体が、スチレンおよびビニルピリジンから構成されるブロック共重合体である、請求項1〜4いずれかに記載のアクチュエータ。
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JP2009112532A JP5412942B2 (ja) | 2009-05-07 | 2009-05-07 | 有機高分子アクチュエータ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009112532A JP5412942B2 (ja) | 2009-05-07 | 2009-05-07 | 有機高分子アクチュエータ |
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Family Applications (1)
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