バイオミネラリゼーションに倣ったナノカーボン融合マテリアルの形態制御と機能探索

• Project Area: Fusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
• Project/Area Number: 25107723
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 高口 豊 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (10293482)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: カーボンナノチューブ / フラーレン / ナノハイブリッド / 光触媒 / 水素 / 光電変換

Outline of Annual Research Achievements

単層カーボンナノチューブ(SWCNTs)は、高い電気・熱伝導性をはじめとする多彩な機能を持つことが知られているが、分散性・混和性が低く他材料との融合が困難な点が材料応用の妨げになっていた。本研究では、デンドリマーの界面制御機能を利用することで、SWCNTsと様々な無機材料とのハイブリッド化を可能とするとともに、得られる階層構造に由来する機能を明らかとすることを目的とした。
これまでの成果に基づき、平成２６年度以下の研究を行った。
（１）CNT融合マテリアル合成に利用するデンドリマーとしてフラロデンドロンを利用した場合、C60部位と多層カーボンナノチューブ（MWCNT）との相互作用が弱いため、MWCNT融合マテリアル合成が困難であった。そこで、あらゆるCNT融合マテリアル合成を可能とするため、アルキル鎖をコアに持つ新規デンドリマーを開発し、CNT/デンドリマー超分子複合体形成に成功した。さらに、炭酸カルシウムとのハイブリッド化について検討した所、SWCNTにおいてもMWCNTにおいても、同様なナノハイブリッドが得られることが分かった。
（２）コアのSWCNTsの直径分布の違いが光触媒機能に与える影響について蛍光寿命測定から詳細に検討し、直径の太いSWCNTsが光触媒機能向上に有用であることを明らかとした。したがって、光触媒機能向上のためには、コアのSWCNTの直径制御が必要と考えられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis and Properties of (Terthiophene)4-Poly(amidoamine)-C60 Pentad (2015)
  • Author(s): Tomoyuki Tajima, Takuya Nishihama, Shogo Miyake, Nobuhiro Takahashi, and Yutaka Takaguchi
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn. Volume: in press Issue: 5 Pages: 736-745
  • DOI: 10.1246/bcsj.20140283
  • NAID: 130005069517
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] An expanded phenacene-type molecule, [8]phenacene: synthesis and transistor application (2014)
  • Author(s): Hideki Okamoto, Ritsuko Eguchi, Shino Hamao, Hidenori Goto, Kazuma Gotoh, Masanari Izumi, Yutaka Takaguchi, Shin Gohda, Yoshihiro Kubozono
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 5330-5330
  • DOI: 10.1038/srep05330
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Spectroscopic Characterization of Nanohybrids Consisting of Single-walled Carbon Nanotubes and Fullerodendron (2014)
  • Author(s): H. Suzuki, Y. Iizumi, M. Tange, S.-K. Joung, A. Furube, T. Wada, T. Tajima, Y. Takaguchi, T. Okazaki
  • Journal Title: Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures Volume: 22 Issue: 1-3 Pages: 75-87
  • DOI: 10.1080/1536383x.2013.794340
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Template-Free Fabrication of Cylindrical Macropore Array in SnO2 (2013)
  • Author(s): Y. Ozawa, T. Tajima, M. Nishi, T. Ohkubo, Y. Takaguchi
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 3 Issue: 45 Pages: 22949-22952
  • DOI: 10.1039/c3ra43642j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photosensitized Hydrogen Evolution from Water Using Single-Walled Carbon Nanotube/Fullerodendron/Pt(II) Coaxial Nanohybrids (2013)
  • Author(s): Yukari Sasada, Tomoyuki Tajima, Takaaki Wada, Tetsuya Uchida, Masayasu Nishi, Takahiro Ohkubo and Yutaka Takaguchi
  • Journal Title: New Journal of Chemistry Volume: 37 Issue: 12 Pages: 4214-4219
  • DOI: 10.1039/c3nj00790a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and photocatalytic properties of coaxial nanohybrids consisting of single-walled carbon nanotube supramolecular system (2013)
  • Author(s): 高口 豊
  • Journal Title: TANSO Volume: 2013 Issue: 258 Pages: 210-215
  • DOI: 10.7209/tanso.2013.210
  • NAID: 10031183876
  • ISSN: 0371-5345, 1884-5495
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fabrication and Photosensitizing Properties of Coaxial Nanohybrids Based on Singke-Walled Carbon Nanotube, Dec 4, 2014. (2014)
  • Author(s): Yutaka Takaguchi
  • Organizer: Interdisciplinary Seminar for Innovative Organic Chemistry
  • Place of Presentation: ストラスブール（フランス）
  • Year and Date: 2014-11-29 – 2014-12-02
  • Invited
• [Presentation] 単層カーボンナノチューブ-無機ナノハイブリッドの合成と機能 (2014)
  • Author(s): 高口 豊
  • Organizer: ポリマーフロンティア２
  • Place of Presentation: 東工大蔵前会館
  • Year and Date: 2014-10-18
  • Invited
• [Presentation] ナノカーボン融合マテリアルの合成と光機能 (2014)
  • Author(s): 高口 豊
  • Organizer: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 信州大学，長野
  • Year and Date: 2014-09-04
  • Invited
• [Presentation] フラロデンドロンを増感剤とする光反応の開発と応用 (2014)
  • Author(s): 高口 豊
  • Organizer: 岡山マイクロリアクターネット第16回例会
  • Place of Presentation: 岡山大学，岡山
  • Year and Date: 2014-06-07
  • Invited
• [Presentation] フラロデンドロンを増感剤とする光反応の開発と応用 (2014)
  • Author(s): 高口 豊
  • Organizer: フローマイクロ合成研究会第58回研究会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター，大阪
  • Year and Date: 2014-05-31
  • Invited
• [Remarks] TAKAGUCHI Laboratory
  • URL: http://www.yuki.ecm.okayama-u.ac.jp/ach/index.html