筑波大，金色光沢の導電性高分子ポリアニリンを合成

筑波大学の研究グループは，金色の光沢を示す導電性高分子ポリアニリンの合成に世界で初めて成功した（ニュースリリース）。

高分子のポリアセチレンは，飴⾊の⾦属光沢を⽰すポリアセチレンフィルムや，⾦属に匹敵する導電性を有するポリアセチレンが作成されている。

同じく導電性⾼分⼦であるポリアニリンは高い電気伝導性を持つものの，通常は金属のような光沢を示さない。しかし，研究グループが誤って水に不溶なトルエンを添加したところ，一部の生成物が金色の光沢を示したことから，合成条件を工夫することでポリアニリンが金属光沢を持つのではないかと仮説を立てた。

そこで研究グループは，ポリアニリンの金色光沢を持つ薄膜を作成するための合成方法を開発した。アニリンモノマーを短時間の電気化学重合や高電圧スパークを用いて微粒子化し，化学的酸化重合によってポリアニリンの成長を促した。

その結果，溶液の色が水色から金色へと変化し，ガラス基板上に写し取ることで金色のポリアニリン薄膜を作成することに成功した。顕微鏡観察では，金色の光沢が明瞭に確認され，光の反射スペクトルも金属の金（Au）と類似していることが示された。

次に，金色ポリアニリンの発色メカニズムを調査した。可視光から近赤外領域における光の反射特性を分析した結果，ポリアニリン内のポーラロンが赤色反射に寄与していることが分かった。さらに，ポリアニリン表面の滑らかさや形状の影響も関係しており，誘電率の波長依存性を考慮したローレンツモデルによって説明可能であることが示された。この発色メカニズムは，ポリアセチレンや金属の自由電子によるプラズマ反射とは異なるものであることが判明した。

また，合成時間を延長することで，最終的に紫色の金属光沢を持つポリアニリン薄膜も得られた。この紫色のポリアニリンをアンモニア処理すると金色に変化することが確認され，酸化-還元金属的クロミズム現象と名付けた。

さらに，電気伝導特性を調べたところ，低温での電気抵抗測定により，三次元的なキャリア移動を示す3D-バリアブルホッピング現象が確認された。ただし，電気伝導度はポリアセチレンと比較すると低く，大電流の送電には適しておらず，微⼩な有機半導体薄膜デバイスなどへの発展性があることが分かった。

研究グループは，今回の研究成果を踏まえ，今後，導電性高分子を用いた，新しい金属色染色法やコーティング法の開発を行なう予定だとしている。