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ディスクリートなπグラフェンのテンプレート合成と機能性創出

Publicly Offered Research

Project Areapi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions
Project/Area Number 15H01002
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

藤ヶ谷 剛彦  九州大学, 工学研究院, 准教授 (30444863)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords排熱利用 / ナノチューブ / 熱電変換 / 廃熱利用 / ナノチューブ・フラーレン
Outline of Annual Research Achievements

本領域研究で発見した大気下で安定なn型CNTを実現する低分子n型ドープ剤(o-MeO-DMBI)のドープ濃度依存性を検証した。その結果、これまでの50 mMドープより低い濃度の場合、1mMドープではn型化せず、5mMドープではn型化するものの空気安定性が発現せず、空気下安定なn型化を実現するためには25mM以上の濃度が必要であることが明らかとなった。X線光電子分光測定から25mMまではドーパントは全てドープに消費されていることが確認され、ドープが飽和することで初めて空気安定性を獲得できることが明らかとなった。これは単層CNTがドーパントで全て覆いつくされることが空気安定化に必要であることを示唆している。未解明の空気安定化メカニズム解明に一歩近づく重要な結果である。
また、当研究室で見出されている半導体性単層CNT抽出分子であるフラビンの大量合成を行った。およそ10gものフラビン分子の合成に成功し、大量抽出に向けた準備は整った。小スケールではあるが、単層CNT(名城ナノカーボン社製:e-DIPS、直径1.5nm)で半導体性単層CNT抽出実験を行ったところ、金属性単層CNTの除去が吸収スペクトルで確認できたことから、今後大量抽出の条件探索を見つけ、薄膜が得られる量を抽出する予定である。
また、直径が小さい単層CNTの方が大きなゼーベック係数が得られるという計算報告に基づき、平均直径1.0、1.5、2.0nm単層CNT(いずれも名城ナノカーボン社製:e-DIPS)の直径依存性を測定した。その結果、直径の最も細い1.0nmで最も高いゼーベック係数を与え、計算通りの結果が得られた。しかし、1.5nmの単層CNTが最も電気伝導度の高かったため、最も大きなパワーファクターを与えることが明らかとなった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Development of Air-stable n-type Single-walled Carbon Nanotubes by Doping with 2-(2-Methoxyphenyl)-1,3-Dimethyl-2,3-Dihydro-1H-Benzo[d]imidazole and their Thermoelectric Properties2017

    • Author(s)
      Y. Nakashima, N. Nakashima, T. Fujigaya
    • Journal Title

      Synthetic Metals

      Volume: 225 Pages: 76-80

    • DOI

      10.1016/j.synthmet.2016.11.042

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Solvent-free Fabrication of Carbon Nanotube/Resin Composite for Printable Thermoelectric Device2016

    • Author(s)
      W. Huang, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Journal Title

      Chem. Lett

      Volume: 45 Issue: 8 Pages: 875-877

    • DOI

      10.1246/cl.160399

    • NAID

      130005254551

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Interfacial Engineering of Epoxy/Carbon Nanotube by using Reactive Glue for Effective Reinforcement of the Composite2016

    • Author(s)
      T. Fujigaya, Y. Saegusa, S. Momota, N. Uda, N. Nakashima
    • Journal Title

      Polym. J

      Volume: 48 Issue: 2 Pages: 183-188

    • DOI

      10.1038/pj.2015.98

    • NAID

      40020720127

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Requirement for the Formation of Crosslinked Polymers on Single-walled Carbon Nanotubes Using Vinyl Monomers2016

    • Author(s)
      Y. Tsutsumi, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 45 Issue: 3 Pages: 274-276

    • DOI

      10.1246/cl.151086

    • NAID

      130005132190

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Homogeneous Coating of Ionomer on Electrocatalyst Assisted by Polybenzimidazole as an Adhesive Layer and its Effect on Fuel Cell Performance2015

    • Author(s)
      Z. Yang, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Journal Title

      J. Power Sources

      Volume: 300 Pages: 175-181

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2015.09.069

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Size Reduction of 3D-polymer-coated Singlewalled Carbon Nanotubes by Ultracentrifugation2015

    • Author(s)
      Y. Tsutsumi, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 7 Issue: 46 Pages: 19534-19539

    • DOI

      10.1039/c5nr05066a

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A highly durable fuel cell electrocatalyst based on double-polymer-coated carbon nanotubes2015

    • Author(s)
      M. R. Berber, I. H. Hafez, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Journal Title

      Sci. Rep

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 16711-16711

    • DOI

      10.1038/srep16711

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Fabrication of air-stable thermoelectric materials based on single-walled carbon nanotubes2016

    • Author(s)
      Y. Nakashima, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Organizer
      ICFPE
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Air-stable n-type single-walled carbon nanotubes for thermoelectric conversion application2016

    • Author(s)
      Y. Nakashima, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Organizer
      NT16
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-08-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベンゾイミダゾールドープ単層カーボンナノチューブによる空気安定n型熱電材料の開発2016

    • Author(s)
      中島祐樹、藤ヶ谷剛彦、中嶋直敏
    • Organizer
      第53回化学関連支部合同九州大会、北九州
    • Place of Presentation
      北九州
    • Year and Date
      2016-07-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] n-Doping of Single-walled Carbon Nanotubes and their Thermoelectric Property2016

    • Author(s)
      Y. Nakashima, W. Huang, T. Fujigaya, N. Nakashima
    • Organizer
      229th ECS Meeting, San Diego
    • Place of Presentation
      San Diego
    • Year and Date
      2016-05-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブを用いた大気安定n型熱電変換材料の開発2016

    • Author(s)
      中島祐樹、藤ヶ谷剛彦、中嶋直敏
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Accelerated Durability Tests of Carbon Nanotubes and their Platinum Composites for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Electrocatalyst.2016

    • Author(s)
      Weerathunga Don Terrence Dhammika
    • Organizer
      2015年電気化学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-03-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of novel electrocatalyst for oxygen evolution reaction based on iridium-based nanoparticles loading on carbon nanotubes2016

    • Author(s)
      Yilei Shi
    • Organizer
      2015年電気化学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-03-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリマー被覆カーボンナノチューブのリチウム空気電池への応用2016

    • Author(s)
      金森亮太
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of Pt nanocluters on polymer warpped multi-walled carbon nanotubes and their use as fuel cell catalyst2016

    • Author(s)
      濱﨑祐樹
    • Organizer
      第50回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学 伊藤国際学術研究センター 伊藤謝恩ホール(東京)
    • Year and Date
      2016-02-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photoluminescence spectral shift of chemically-modified single-walled carbon nanotubes by external stimuli2016

    • Author(s)
      鬼塚悠
    • Organizer
      第50回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学 伊藤国際学術研究センター 伊藤謝恩ホール(東京)
    • Year and Date
      2016-02-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 反応系の制御による共有結合有機フレームワークの開発とドープカーボンへの展開2015

    • Author(s)
      金 佳怜
    • Organizer
      九州地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      志賀島国民休暇村
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノカーボンベースマテリアルおよび関連物質の電子準位決定2015

    • Author(s)
      内田 晃一朗
    • Organizer
      九州地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      志賀島国民休暇村
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ビタミンB2を用いた単層カーボンナノチューブの可溶化における温度依存性の解析2015

    • Author(s)
      石丸 航
    • Organizer
      九州地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      志賀島国民休暇村
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリイミド被覆単層カーボンナノチューブのリチウム空気電池の空気極への応用2015

    • Author(s)
      金森 亮太
    • Organizer
      九州地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      志賀島国民休暇村
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of the Covalent Organic Framework with Enhanced Structural Properties via a Room Temperature Process2015

    • Author(s)
      金 佳怜
    • Organizer
      九州・西部-釜山・慶南 高分子(第17回)繊維(第15回)合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      韓国・釜山
    • Year and Date
      2015-11-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Chemical Modification on the Electronic States of Carbon Nanotubes Revealed by Using in situ PL Spectro Electrochemistry2015

    • Author(s)
      白石 智也
    • Organizer
      九州・西部-釜山・慶南 高分子(第17回)繊維(第15回)合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      韓国・釜山
    • Year and Date
      2015-11-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of Polymer-wrapped Carbon Nanotube for Li-O2 Battery2015

    • Author(s)
      藤ヶ谷 剛彦
    • Organizer
      The 6th A3 Symposium
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2015-11-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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