Nuclear magnetic resonance and dielectric study of confined water inside carbon nanotubes

• Project/Area Number: 21740262
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: MATSUDA Kazuyuki Tokyo Metropolitan University, 理工学研究科, 助教 (60347268)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2010: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2009: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: カーボンナノチューブ / 分子性固体 / ナノ空間 / 分子挙動 / 相転移 / 核磁気共鳴 / 水 / 吸着 / ナノサイエンス / ナノチューブ・フラーレン / 物性実験

Research Abstract

Water confined on the nanometer scale exhibits unusual behavior that cannot be observed in the bulk. In this research, we have studied structure and dynamics of confined water inside single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). We have determined experimentally global phase diagram of water confined inside SWCNTs and revealed ferroelectric properties of a new form of ice "ice nanotube" inside SWCNTs.

Research Products

• [Journal Article] Global Phase Diagram of Water Confined on the Nanometer Scale (2010)
  • Author(s): H.Kyakuno, K.Matsuda, H.Yahiro, T.Fukuoka, Y.Miyata, K.Yanagi, Y.Maniwa, H.Kataura, T.Saito, M.Yumura, S.Iijima
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan 79
  • NAID: 40017245106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-Dimensional Oxygen and Helical Oxygen Nanotubes inside Carbon Nanotubes (2010)
  • Author(s): K.Hanami, T.Umesaki, K.Matsuda, Y.Miyata, H.Kataura, Y.Okabe, Y.Maniwa
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan 79
  • NAID: 40016969862
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ransport Mechanisms in Metallic and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotube Networks (2010)
  • Author(s): K.Yanagi, H.Udoguchi, S.Sagitani, Y.Oshima, T.Takenobu, H.kataura, T.Ishida, K.Matsuda, Y.Maniwa
  • Journal Title: ACS Nano 4 Pages: 4027-4032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Global Phase Diagram of Water Confined on the Nanometer Scale (2010)
  • Author(s): H.Kyakuno, K.Matsuda, H.Yahiro, K.Yanagi, Y.Maniwa, et al.
  • Journal Title: ournal of the Physical Society of Japan Volume: 79
  • NAID: 40017245106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport Mechanisms in Metallic and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotube Networks (2010)
  • Author(s): K.Yanagi, H.Udoguchi, S.Sagitani, Y.Oshima, T.Takenobu, H.kataura, T.Ishida, K.Matsuda, Y.Maniwa
  • Journal Title: ACS Nano Volume: 4 Pages: 4027-4032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-Dimensional Oxygen and Helical Oxygen Nanotubes inside Carbon Nanotubes (2010)
  • Author(s): K.Hanami, T.Umesaki, K.Matsuda, Y.Miyata, H.Kataura, Y.Okabe, Y.Maniwa
  • Journal Title: J.Phys.Soc.Jpn. 79
  • NAID: 40016969862
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dielectric Properties of Water inside Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • Author(s): F.Mikami, K.Matsuda, H.Kataura, Y.Maniwa
  • Journal Title: ACS Nano 3 Pages: 1279-1287
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic state and cage distortion in the room-temperature stable electride [Ca_<24>Al_<28>O_<64>]^<4+>(O^<2->)_<2-x>(e^-)_<2x> as probed by 27Al NMR (2009)
  • Author(s): K.Matsuda, Y.Konaka, Y.Maniwa, S.Matsuishi, H.Hosono
  • Journal Title: Phys.Rev.B 80
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic atate and cage distortion in the room-temperature stable electride [Ca24Al28O64]4+(O2-)2-x(e-)2x as probed by 27Al NMR (2009)
  • Author(s): K.Matsuda, Y.Konaka, Y.Maniwa, S.Matsuishi, H.Hosono
  • Journal Title: Physical Review B 80
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 有限長SWCNTに内包された水の構造:SWCNTエッジ効果 (2011)
  • Author(s): 客野遥、松田和之、八尋瞳、伊波悠、福岡智子、宮田耕充、柳和宏、真庭豊、高井和之、榎敏明、片浦弘道、斎藤毅、湯村守雄、飯島澄男
  • Organizer: 第40回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市,名城大学
  • Year and Date: 2011-03-09
• [Presentation] ゼオライト鋳型カーボンに吸着した水の挙動 (2011)
  • Author(s): 松田和之, 福岡智子, 佐藤康史, 客野遥, 柳和宏, 真庭豊, 西原洋知, 京谷隆
  • Organizer: 第40回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市,名城大学
  • Year and Date: 2011-03-09
• [Presentation] 金属型単層カーボンナノチューブから作製した二層カーボンナノチューブの光電子分光 (2011)
  • Author(s): 鷺谷智, 米森啓太, 柿原隆介, 羽渕隆文, 平山大裕, 林博和, 姜健, 岩澤英明, 島田賢也, 生天目博文, 谷口雅樹, 石井廣義, 門脇広明, 松田和之, 柳和宏, 真庭豊
  • Organizer: 第40回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市,名城大学
  • Year and Date: 2011-03-09
• [Presentation] SWNTに内包された水のグローバル相図 (2010)
  • Author(s): 客野遥, 松田和之, 八尋瞳, 福岡智子, 宮田耕充, 柳和弘, 真庭豊, 片浦弘道, 斎藤毅, 湯村守雄, 飯島澄男
  • Organizer: 第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都府京都市,京都大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 金属型単層カーボンナノチューブの13C-NMR (2010)
  • Author(s): 松田和之, 福岡智子, 鷺谷智, 鵜戸口浩樹, 柳和宏, 真庭豊, 片浦弘道
  • Organizer: 第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都府京都市,京都大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] SWNTに内包された水のグローバル相図 (2010)
  • Author(s): 客野遥, 松田和之, 八尋瞳, 宮田耕充, 柳和弘, 真庭豊, 片浦弘道, 斎藤毅, 飯島澄男
  • Organizer: 第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学(京都府)
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブ薄膜の光電気化学測定 (2010)
  • Author(s): 守屋理恵子, 鈴木拓也, 柳和宏, 内藤泰久, 片浦弘道, 松田和之, 真庭豊
  • Organizer: 日本物理学会第65回年次大会
  • Place of Presentation: 岡山県岡山市,岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] 酸素を内包したカーボンナノチューブの構造と磁性 (2010)
  • Author(s): 花見圭一, 梅崎智之, 松田和之, 柳和宏, 門脇広明, 岡部豊, 真庭豊, 宮田耕充, 片浦弘道
  • Organizer: 日本物理学会第65回年次大会
  • Place of Presentation: 岡山県岡山市,岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 金属型・半導体型単層カーボンナノチューブバッキーペーパーの電気伝導特性 (2010)
  • Author(s): 鵜戸口浩樹, 柳和宏, 鷺谷智, 大島勇吾, 竹延大志, 片浦弘道, 松田和之, 真庭豊
  • Organizer: 第38回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市,名城大学
  • Year and Date: 2010-03-03
• [Presentation] 太い単層カーボンナノチューブに内包された水分子の相転移 (2009)
  • Author(s): 八尋瞳, 客野遥, 福岡智子, 松田和之, 真庭豊, 片浦弘道, 斎藤毅, 大嶋哲, 湯村守雄, 飯島澄男
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市,熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 酸素を内包したカーボンナノチューブの構造と物性 (2009)
  • Author(s): 花見圭一, 土居直弘, 梅崎智之, 松田和之, 柳和宏, 門脇広明, 真庭豊, 片浦弘道
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市,熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 金属型単層カーボンナノチューブの13C-NMR (2009)
  • Author(s): 松田和之, 福岡智子, 鵜戸口浩樹, 鷺谷智, 柳和宏, 真庭豊, 片浦弘道
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市,熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 太いSWCNT内の水の相転移 (2009)
  • Author(s): 松田和之, 八尋瞳, 客野遥, 福岡智子, 柳和弘, 真庭豊, 斎藤毅, 大嶋哲, 湯村守雄, 飯島澄男, 片浦弘道, 宮田耕充
  • Organizer: 第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市,つくば国際会議場
  • Year and Date: 2009-09-01
• [Presentation] 太いSWCNT内の水の相転移 (2009)
  • Author(s): 松田和之
  • Organizer: 第37回フワーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(茨城県)
  • Year and Date: 2009-09-01
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://www.comp.tmu.ac.jp/nanotube/