三重結合を有する共役系高分子を用いたナノ構造制御炭素材料の調製と評価

摘要

共役系高分子は構造的に炭素材料に最も近い有機物質であり，炭素材料に物質変換する過程が通常の有機物質に比べ少なく単純である。 ゆえに，炭素材料を設計合成できる有機材料の中の有力候補である。 原材料の焼成炭素化というプロセスは古くから行われてきたグラファイト系材料の基本的手段で，このプロセスを利用してナノ構造炭素を製造することができれば，ナノカーボンの任意形態での量産化が実現する。 本解説では，ナノ構造カーボン調製用有機材科の候補として，炭素一炭素三重結合部位を有する芳香族系共役系高分子をとりあげた。 その焼成炭素化挙動と生成した炭素化物のナノ構造に関する最近の研究結果をまとめ，その炭素化物の結晶子の大きさと孔構造の観点で評価を行い，ナノ構造化制御の可能性に関して述べてきた。 実際に炭素材料のナノ構造を焼成炭素化というプロセスで制御できるのかという問いに対して，材料を選べばある程度のナノ構造制御炭素の調製が可能な段階であると回答できる.任意のナノ構造を自在に創製することができれば物性制御が可能になり，現在実用化され注目されてきた電極用炭素材料（リチウムイオンバッテリー，電気二重層キャパシタ，燃料電池などの電極）のさらなる高性能化や新たを応用展開が可能になる。 実際PPB炭で，高電流密度o高容量の電気二重層キャパシタ特性が観測されている。 今後ナノサイズか－ボンとナノ構造化高分子材料を組み合わせることなどによる新たなナノ構造をもつ高機能性炭素材料の開発も可能になると考える。