2018 Fiscal Year Annual Research Report
Function creation and device development based on polar field of nanosheet hybrid
| Project/Area Number |
17H01200
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
速水 真也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30321912)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 酸化グラフェン / ナノシート / 磁性 / 誘電性 / 伝導性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
GOはグラファイトを酸化して合成するため、グラフェン表面に酸素原子や水酸基あるいはカルボキシル基が付加して負に帯電しており、様々なカチオン性の物質とハイブリッドを形成する。その他、GOの酸素官能基としてエポキシ基は35％程度含まれており、そのエポキシ基に効率よく金属錯体配位子を修飾することや、GOの特性と金属錯体の特性を生かしつつ、GO-金属錯体のハイブリッドを合成することに成功した。またGO-金属イオンを還元することで、rGO-金属酸化物ナノ粒子やrGO-金属ナノ粒子のハイブリッドの合成にも一部成功したほか、rGO-Ni(OH)2のナノシート同士のハイブリッドにも成功した。液中パルスプラズマ法を用いたナノシートのドープや修飾などを行った。
GOハイブリッドにおいて、プロトン伝導性の向上と付加的な多機能性、例えば磁性や伝導性あるいは誘電性などの機能性を発現することができた。そこでGO-金属イオンやGO-金属錯体のハイブリッドを静電的な相互作用により容易にハイブリッドを合成し、これらのGOにおけるプロトン伝導や発光特性と金属イオンや金属錯体におけると磁性、伝導性、誘電性、発光特性などをハイブリッドさせることにより多重機能性を協奏的に発現させることを試みた。rGOは伝導性や強磁性を示すため、金属イオンや金属錯体との協奏的多重機能性を発現させることができる。今回はGO-金属錯体ナノ粒子におけるハイブリッドにおいて、GOを用いたナノコンプレッサーの開発に成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究結果は、GOナノシートに関して、その酸素官能基を用いたハイブリッド化に焦点を当て研究を推進している。これまでは、その界面を利用した、発光、誘電的性質、磁性、電気化学特性、光電気化学特性、光触媒についての基礎的研究にとどまっていた。特にナノシートのハイブリッド化における相互作用の見積もりなどについてはほとんど研究されていない。さらに本研究では、ナノシートハイブリッドの磁性材料ナノ粒子をインターカレートすることでナノコンプレッサーとしての開発を目指している点が特徴的である。
これまでの進捗状況としては、
①新規ナノシートおよびハイブリッドの合成では、磁性体ナノ粒子とのハイブリッド化のほか、新たな材料開発として液中パルスプラズマを用いた化学修飾に成功した。電極や溶媒を変えることで様々なナノシートやハイブリッドの開発に成功した。
②ハイブリッドにおける基礎物性のみならず、ナノシートハイブリッドにおけるナノコンプレッサーの開発は、今後の圧力効果における実験をより簡易的にすることができたといえる。
以上のことを考慮するとおおむね順調に進展していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策においても、これまでと同様に、様々なGOハイブリッドにおいて、プロトン伝導性の向上と付加的な多機能性、例えば磁性や伝導性あるいは誘電性などの機能性を発現する。そこでGO-金属イオンやGO-金属錯体のハイブリッドを静電的な相互作用により容易にハイブリッドを合成し、これらのGOにおけるプロトン伝導や発光特性と金属イオンや金属錯体におけると磁性、伝導性、誘電性、発光特性などをハイブリッドさせることにより多重機能性を協奏的に発現させる。rGOは伝導性や強磁性を示すため、金属イオンや金属錯体との協奏的多重機能性を発現させる。またフタロシアニンなどの金属錯体はπ-πスタッキングなどでハイブリッドを構築することができ、還元後のrGO-フタロシアニンのハイブリッドでは巨大磁気抵抗について観測を行う。
|
