戻る

（２）ESRグループ研究概要

導電性高分子

　2000年度のノーベル化学賞を受賞された白川英樹博士、ヒーガー博士、マクディアミッド博士の受賞内容で一躍有名になった導電性高分子は、「プラスチック？もちろん電気は流さないよね！」と言う今までの常識を覆しました．プラスチックにも電気が流れるのです。プラスチックですから、炭素とか、窒素などで出来ていて、その中をπ電子と呼ばれる変わり種が自由自在に動いています。電気の流し易さは、普通の電線の材料に使っている金属の「銅」と同じくらいの物も出来ています。空気中で安定な物が出来れば、色々な応用が可能になってきます．実際に、薄くてしなやか、且つ、明るく色の綺麗なシートテレビや太陽電池の研究が近い将来に実現しそうです．

　こう言った応用面のおもしろさもありますが、基礎的な面でも面白いことがあります。導電性の高分子は半導体なので、電気を流すためにはドーパントと呼ばれる、電子を引き抜いたり、つけ加えたりする物質をいれます。そうすると、ソリトンとかポーラロン、バイポーラロンと言った電子とスピンが分かれてしまった物とか、歪みの衣を着た粒子などが出来、電流を運ぶのです。ポリアセチレンは金属の「銅」と同じくらい良く電気を流すことも分かってきましたが、実はそのメカニズムは十分に解明されていません。
そこで、ちょっと頭をひねって上手い方法を使うと、導電性高分子の中で、ソリトンとかポーラロンの顔をした電気の宅配屋さんの配達経路を色々と探ることが出来るのです。それがＥＳＲの周波数依存性の研究です。色々な周波数で眺めてやると配達車の最高速度や小回りの利き具合が色々と見えてきます。こんな事が出来るのは、現状では世界中でもここだけ、と言うのが自慢の一つでもあります。最近は、工学部応用化学科との共同研究で、磁場中で合成したポリピロールの鎖が面内に非常に良く配向していることを電子スピン共鳴のシフトの異方性から明らかにすることに成功しました．
　更に、１万気圧程度の圧力を加えながらＥＳＲを測ることも行っています．導電性高分子以外の物質でもＥＳＲが得意とする磁気的な状態を調べることが出来、物質中の磁性の起源を探るのに有効に利用できます．今年度は、６０個の炭素原子からなるサッカーボール型分子、C60で作られた、絶対温度１６Ｋで強磁性になる TDAE-C60や５０Ｋで反強磁性になるRbC60などに適用して、強磁性、反強磁性転移の原因を、実験からだけではなく、共同研究を通じ理論面からも解明を進めました．また、とても良い１次元系の電荷移動結晶の(DMe-DCNQI)₂Li では、低温でDCNQI分子（ベンゼン環に２本手が生えた様な構造）が４枚づつ塊を作るが、数に半端が出るとスピンを持つソリトンとして結晶内を自由に動き回っていることが分かった．
　

　この様に、物質の温度を変えると色々と新しいことが見えてきます．そのためには液体ヘリウムがなくては始まらないのです．

（３） 研究成果