カーボンナノチューブを素材とする特異な電子機能制御空間

Research Project

Project/Area Number	17036048
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	中嶋直敏九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (80136530)
Project Period (FY)	2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords	カーボンナノチューブ / 可溶化 / ポルフィリン / 超構造体 / 近赤外吸収スペクトル / フラーレン内包カーボンナノチューブ / エネルギー移動 / 電子顕微鏡観察
Research Abstract	ごく最近、カーボンナノチューブに対する化学的アプローチが「可溶化」をキーワードとして急激に展開している。カーボンナノチューブのナノポアにフラーレンを内包することにより、フラーレンピーポッドという超分子が合成できる。本研究では、フラーレンピーポッド金属ポルフィリンが融合した超分子のデザイン・合成・電子機能解析を行うことを目的として研究を行った。得られた成果は以下の通りである。直径が平均1.4nmのフラーレン内包カーボンナノチューブをピレンアンモニウムの水溶液で可溶化すると様々な形態のヘリカルナノチューブが形成された。Ab Initioにより、このような形態形成への理論的なアプローチを行った。種々のポルフィリン化合物がカーボンナノチューブの良好な可溶化剤であることを明らかにした。可溶化溶液では、ポルフィリンからカーボンナノチューブへのエネルギー移動が観測された。金属が配位していないプロトポルフィリンが、C70フラーレン内包カーボンナノチューブをDMF中に透明分散させることを見出した。この分散溶液の電子顕微鏡写真から、フラーレン内包カーボンナノチューブのヘリカル構造体を含む多種の超構造体を形成することがわかった。この分散溶液をフィルターを用いてろ過し、集めたフィルター上の固体はDMF中に容易に再分散できることがわかった。ろ過後はポルフィリンの濃度は極めて希薄であるにも関わらず、フラーレン内包カーボンナノチューブを分散することが出来た。近赤外吸収スペクトルより、C70フラーレン内包カーボンナノチューブはバンドル状で分散されていることが示唆された。