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ナノスケール構造化熱輸送の物理と工学

Research Project

Project/Area Number 05F05341
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

丸山 茂夫  東京大学, 大学院工学系研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) DUONG Hai Minh  東京大学, 大学院工学系研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords単層カーボンナノチューブ / 複合材料 / 熱物性 / ポリマー / 垂直配向膜 / アルコールCVD法 / 熱伝導 / Nanotube Spinning / 電気伝導
Research Abstract

単層カーボンナノチューブは,その優れた物性から幅広い応用が見込まれている.特にその熱物性については,高い熱伝導率が予測されているため,次世代の熱伝導媒体として期待されている.これまでに,アルコール触媒CVD法により,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の合成方法が開発されており,特異な方向依存性を有するバルク材料としての応用が注目されている.
本研究では単層カーボンナノチューブを用いた新しい複合体材料の開発を目指し,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を樹脂に混合した複合材料を作成し,その伝熱性能を評価した.複合材料は個々の単層カーボンナノチューブの高い伝熱特性を反映して,優れた性能を有することが期待される.さらに,垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の配向性を維持したまま複合材の作成ができれば,強い方向依存性を有する熱デバイスの開発にも繋がる.
前年度作成した垂直配向単層カーボンナノチューブ膜とポリマーの複合材料の伝熱性能評価を行った.まず,走査型電子顕微鏡によって複合材中の垂直配向カーボンナノチューブ膜が配向を維持しているかを検証した.作成後の複合材を単層カーボンナノチューブの配向方向と平衡に切断し,イオンビームを用いて研磨することで切断面を平滑化した.切断面の電子顕微鏡観察を行ったところ,複合材料中においても単層カーボンナノチューブはおおよそ配向を留めていることが確認された.またこれらの測定によって,熱伝導計測に必要となる,複合材料内の垂直配向膜及び複合材料表面の金属蒸着膜の膜厚を測定した.
次に,フォトサーマル赤外検知法を用いて,複合材料の熱伝導率測定を行った.レーザ照射によって資料に周期的な温度変動を与え,放射される熱放射エネルギーの周期的変動との位相差を検出した.加熱光を適当な周波数領域で変調させ,各周波数における位相差を測定し,得られた周波数-位相差曲線を解析することによって熱伝導率を測定した.その結果,複合体が非等方性熱伝導を示すことが示唆された.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2006 Other

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] 垂直配向単層カーボンナノチューブ膜の合成と応用2006

    • Author(s)
      Erik Einarsson, 村上陽一, 門脇政幸, Hai M. Duong, 井上満, 丸山茂夫
    • Journal Title

      第43回日本伝熱シンポジウム講演論文集 1

      Pages: 51-52

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] SWNT- Polymer composites2006

    • Author(s)
      Hai M.Duong, Erik Einarsson, Shigeo Maruyama
    • Journal Title

      American Chemical Society 232nd National Meeting

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thermal decomposition of ethanol and growth of VA-SWNTby alcohol catalytic chemical vapor deposition2006

    • Author(s)
      Erik Einarsson, Hai M.Duong, Masayuki Kadowaki, Shigeo Maruyama
    • Journal Title

      American Chemical Society 232nd National Meeting

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] SWNT/Polymer composites

    • Author(s)
      Hai M.Duong, Erik Einarsson, Shigeo Maruyama
    • Journal Title

      NT06 : Seventh International Conference on the Science and Application of Nanotubes 1

      Pages: 304-304

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Growth and control of vertically aligned SWNTs

    • Author(s)
      Erik Einarsson, Masayuki Kadowaki, Hai M. Duong, Y. Murakami, Shigeo Maruyama
    • Journal Title

      NT06 : Seventh International Conference on the Science and Application of Nanotubes 2

      Pages: 60-60

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Deposition of various metals on VA-SWNTs, ASME-JSME Thermal Engineering and Summer Heat Transfer Conference

    • Author(s)
      Kei Ishikawa, Hai M.Duong, Junichiro Shiomi, Shigeo Maruyama
    • Journal Title

      SME-JSME Thermal Engineering and Summer Heat Transfer Conference (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2024-03-26  

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