均質構造を持つカーボンナノチューブ薄膜・超薄膜の創製

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655360
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 中嶋 直敏 長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 教授 (80136530)
• Keywords: カーボンナノチューブ / ミセル / 溶解 / フェロセン / アゾベンゼン / 電気化学水晶振動子マイクロバランス法 / カーボンナノチューブ薄膜 / 表面構造

Research Abstract

カーボンナノチューブは、1-2nmサイズの直径とミクロン長を持つ分子ナノ電線である。カーボンナノチューブの薄膜化、超薄膜化及びそれらのデバイス化は、広範な科学の分野でのナノチューブの応用範囲を大きく広げるものと期待される。カーボンナノチューブは全ての溶媒に不溶であり、カーボンナノチューブ薄膜、超薄膜の作成に関する手法は、極めて限定される。本研究では、カーボンナノチューブ均一水溶液からの電極上への薄膜・超薄膜の形成法および形成プロセスの解明、並びに得られたナノチューブ薄膜の特性、機能を明らかにする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。
精製した単層のカーボンナノチューブを素材として用い、フェロセン基あるいはアゾベンゼン基を含む界面活性剤水溶液にカーボンナノチューブを加え、超音波照射(バス型)により可溶化させた。遠心分離により、カーボンナノチューブ可溶化透明水溶液が得られた。この可溶化溶液の紫外-可視-近赤外吸収スペクトルより、カーボンナノチューブに特異な吸収バンドが確認された。これらの水溶液に対して、フェロセン型は酸化反応により、アゾベンゼン型は、酸性条件下での還元反応により、カーボンナノチューブへの吸着能を失い、同時に電極上にカーボンナノチューブの超薄膜、薄膜が生成するプロセスを電気化学水晶振動子マイクロバランス法により追跡出来ることがわかった。作成したカーボンナノチューブ薄膜、超薄膜の表面構造を走査型電子顕微鏡で観測した。

Research Products

• [Publications] N.Nakashima: "Water-Soluble Single-Walled Carbon Nanotubes via Noncovalent Sidewall-Functionalization with a Pyrene-Carrying Ammonium Ion"Chem. Lett. 2002. 638-639 (2002)
• [Publications] N.Nakashima: "Formation of Single-Walled Carbon Nanotube Thin Films on Electrodes Monitored by Electrochemical Quartz Crystal Microbalance"Chem Phy Chem.. 3. 456-458 (2002)