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臨界流体を利用した新奇カーボンナノ構造の創成

Research Project

Project/Area Number 17656077
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionToyo University

Principal Investigator

前川 透  Toyo University, 工学部, 教授 (40165634)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords臨界流体 / 炭素粒子 / 炭素ファーバー / 炭素オニオン / 炭素コイル / フーラレン / 紫外レーザー / 二酸化炭素 / エタン / ベンゼン / クセノン / 二元系臨界流体 / クラスター
Research Abstract

今年度、二酸化炭素、ベンゼン、ジエチルエーテル、アセトン、エタン、キセノン、二酸化炭素/ベンゼン二元系流体の臨界状態を実現し、以下の成果を得た。
1.臨界流体と紫外レーザーの相互作用による流体分子の分解と粒子生成
これまでに、臨界点極近傍二酸化炭素に紫外レーザー(波長:213,266nm)を照射することにより、二酸化炭素が分解され炭素粒子が生成されることを示したが、今年度、レーザー照射中の酸素濃度測定を行い、実際に酸素が生成されていることを確認した。
臨界点極近傍ベンゼンに紫外レーザー(波長:266nm)を照射することにより、ベンゼンが分解され、アモルファスカーボン、グラファイト、カーボンオニオン、カーボンコイルが生成されることを発見した。
臨界点近傍二酸化炭素とベンゼンの二元系流体に紫外レーザー(波長:266nm)を照射することにより、アモルファス炭素薄膜が生成されることを発見した。また、直流電場を付与することにより、薄膜の厚さが均一となることがわかった。さらに、電極エッジに沿って針状アモルファスカーボンが成長することがわかった。
さらに、臨界点近傍ジエチルエーテル、アセトンと紫外レーザーとの相互作用により、アモルファスカーボン、グラファイト、カーボンオニオンが生成されることがわかった。
2.臨界流体とC_<60>結晶の相互作用によるクラスター生成
これまでに、臨界点極近傍二酸化炭素、エタン、クセノン中にC_<60>結晶を放置することにより、C_<60>-ファイバー、C_<60>-ネットワーク、C_<60>-シート、C_<60>-ヘリックス、C_<60>-フラクタル構造が生成されることを発見したが、今年度、上記C_<60>-ファイバーに紫外線を照射することにより、C_<60>-ダイマー、C_<60>-トリマーを生成した。また、ベンゼンにC_<60>を分散させ、ベンゼンの臨界点に保持することにより、C_<60>-結晶が生成されることがわかった。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2007 2005 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Formation of clusters composed of C_<60>molecules via self-assembly in critical fluids2007

    • Author(s)
      T. Fukuda, K. Ishii, S. Kurosu, R. Whitby, T. Maekawa
    • Journal Title

      Nanotechnology 18

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dissociation of carbon dioxide and creation of carbon particles and films at room temperature2007

    • Author(s)
      T. Fukuda, T. Maekawa, T. Hasumura, N. Rantonen, K. Ishii, Y. Nakajima, T. Hanajiri, Y. Yoshida, R. Whitby, S. Mikhalovsky
    • Journal Title

      New Journal of Physics 9

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation of carbon onions and coils at low temperature in near-critical benzene irradiated with an ultraviolet laser2007

    • Author(s)
      T. Fukuda, N. Watabe, R. Whitby T. Maekawa
    • Journal Title

      Nanotechnology 18

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of clusters composed of C_<60> molecules via self-assembly in critical fluids2007

    • Author(s)
      T.Fukuda, K.Ishii, S.Kurosu, R.Whitby, T.Maekawa
    • Journal Title

      Nanotechnology 18

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Creation of carbon nano/micro structures and bio-nano hybrid structures viaself-assembly at low temperature2007

    • Author(s)
      T. Maekawa
    • Organizer
      NanoteC2007: International Conference on Carbon Nanoscience and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Brighton, UK.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Interactions between C_<60>fullerenes and critical benzene2007

    • Author(s)
      T. Fukuda, N. Watabe, T. Maekawa
    • Organizer
      NanoteC2007: International Conference on Carbon Nanoscience and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Brighton, UK.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Dissociation of carbon dioxide and creation of carbon structures at room temperature2007

    • Author(s)
      T. Fukuda, T. Hasumura, K. Ishii, Y. Nakajima, T. Hanajiri, R. Whitby, T. Maekawa
    • Organizer
      NanoteC2007: International Conference on Carbon Nanoscience and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Brighton, UK.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation and polymerisation of C_<60>-clusters via self-assembly in critical fluids2007

    • Author(s)
      T. Fukuda, S. Kurosu, K. Ishii, R. Whitby, T. Maekawa
    • Organizer
      NanoteC2007: International Conference on Carbon Nanoscience and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Brighton, UK.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth of amorphous carbon micro-fibrils under electric field in supercritical CO_22007

    • Author(s)
      N. Rantonen, T. Toyabe, T. Maekawa
    • Organizer
      NanoteC2007: International Conference on Carbon Nanoscience and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Brighton, UK.
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://nls.cse.eng.toyo.ac.jp/nls/bionano/COEtop.htm

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 炭素含有化合物の分解方法及びカーボン微小構造体の製造方法2007

    • Inventor(s)
      前川透, 福田尚宏, 渡部那美, 蓮村崇, 石井孝治
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人東洋大学
    • Industrial Property Number
      2007-220324
    • Filing Date
      2007-08-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アモルファスカーボン薄膜作製方法2007

    • Inventor(s)
      前川透, Nyrki Rantonen, 石井孝治中島義賢, 花尻達郎
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人東洋大学
    • Industrial Property Number
      2007-267780
    • Filing Date
      2007-10-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 二酸化炭素の分解方法と炭素粒子構造体の形成方法2005

    • Inventor(s)
      前川, 吉田, 福田
    • Industrial Property Rights Holder
      東洋大学
    • Filing Date
      2005-05-25
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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