2016 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and device fabrication of functionalized graphene derivatives
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15K21228
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
坂口 幸一 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30470040)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 親水性炭素材料 / 機能性グラフェン / ラジカル反応 / 撥水性導電膜 / 撥水性グラフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度に得られた成果である「溶媒と大気圧プラズマを組み合わせた手法の検討」、「機能性グラフェン誘導体の合成及び薄膜デバイス化と評価」に関する研究を行った。
親水性炭素材料の新規合成法として、溶媒とグラファイトの混合溶液に対して、大気圧化で発生させたプラズマ照射によって、炭素材料が親水化することを見出し、得られた物質の評価ならびにキャスト膜の電気伝導性の評価を行った。また、原料グラファイトの粒子サイズ依存性を検討した。結果として、反応によって導入される酸素量は少ないもののグラファイト構造を維持したまま親水性が付与されており、構造欠陥は原料とほぼ変わらないことが明らかになった。本材料は化学的に酸化した酸化グラフェンとは異なり、還元することなく電気伝導性が得られ、原料グラファイトと同等の導電性を持つことが分かった。また、原料サイズを大きくすることによって、結晶粒界数を減少させることでさらに電気伝導性が向上できることが分かった。本結果は独自性が高く、今後もさらなる検討を進めたいと考えている。
一方で、機能性グラフェン誘導体の合成及び薄膜デバイス化と評価についてアルキル付加によって有機溶媒への親和性を付与した酸化グラフェン誘導体の有機溶媒に対する分散性を評価するための装置を作製し、これまで目視に頼っていた分散性の数値化に成功した。また、フッ素官能基を導入した誘導体を成膜、還元したところ、撥水性を維持しつつ電気伝導性が得られることが分かった。これにより環境中の水の影響が少ないセンサー作製が期待される。ガス検知センサーの試作を進めており、今後も継続して研究を行う予定である。
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