電気伝導性持つ新しい有機分子を開発―金属含まぬ単一成分で世界初：物質・材料研究機構
(2016年10月12日発表)
（国）物質・材料研究機構は10月12日、1気圧の下で金属と同様の電気伝導性をもつ有機分子を開発したと発表した。複数の分子を混合して伝導性を実現した有機材料はこれまでもあったが、金属元素をまったく含まない単一成分で実現したのは世界で初めて。複数の分子を混合していないので耐久性や安定性の点で優れ、太陽電池用の電極やタッチパネルなどへの応用が期待できるとしている。
開発したのは同機構・機能性材料研究拠点の小林由佳主幹研究員らの研究チーム。独自の分子設計法を用いて新しい有機分子「TED」を設計、伝導性の粉末固体として作成することに成功した。
研究チームは、この粉末を詳しく調べるため有機溶媒に入れてゆっくりろ過し膜状にした。1気圧の下で温度を変えてこの膜の電気抵抗を測定したところ、室温から絶対温度50K（ケルビン、約-273℃）まで温度が下がるにしたがって電気抵抗が減少し、金属と同様の現象が確認できた。電気伝導度は、室温では1cm当たり530S（ジーメンス、電気抵抗の逆数）、50Kでは1,000Sだった。他の物理特性も金属と同様の性質を示したという。
研究チームは「TEDが単一成分でありながら、なぜ金属伝導性が実現できるのか、その機構についてはまだほとんど解明されていない」としている。ただ、分子内部の電子状態を解析する実験データなどから、その手掛かりは得ているという。このため今回の成果は今後、高い伝導度と長期の化学的安定性、耐久性を兼ね備えた新しい有機伝導性材料を生み出す途を切り開く役割を担うと期待している。
伝導性高分子については、筑波大学名誉教授の白川英樹博士が複数の分子を混合する形で初めて実現、その成果によって2000年にノーベル化学賞を受賞している。
