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2008 Fiscal Year Annual Research Report

環境・エネルギー創製システムを指向した酸化物ナノチューブの高次構造制御と機能共生

Research Project

Project/Area Number 19310051
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

関野 徹  Tohoku University, 多元物質科学研究所, 准教授 (20226658)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 楠瀬 尚史  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60314423)
Keywords酸化物ナノチューブ / 環境材料 / 吸着挙動 / 光触媒 / 低次元ナノ複合化 / ドーピング / 高次機能 / 化学合成
Research Abstract

低次元ナノ構造を持つ酸化チタンナノチューブ(TNT)について、高性能環境浄化システムやエネルギー創製システムなどへの展開を目的として、構造を結晶及びナノレベルで設計・制御・複合化して高次機能化を行い、以下の成果を得た。
1.溶液化学的合成法を最適化し、多様な元素、特に稀土類元素で修飾したTNTを合成した。TNT合成時に元素を同時添加する方法では固溶型TNTが生成することを見出した。加えて純粋なTNTに多様な元素の陽イオンを吸着させ、熱処理することで、ナノ複合型TNTが得られる事を明らかにした。
2.固溶型TNTでは有機分子(メチレンブルー)吸着能が純粋なTNTに比較して向上すること、そのメカニズムを明らかにした。加えて稀土類添加により蛍光発光特性が付与出来ることを見出した。
3.溶液化学的手法による合成方法を室温条件下で行うことによっても、配向型TNTをはじめとして、酸化チタンナノシート(TNS)等の多様な形態、配向性を持つ材料を基板上に直接合成するることに初めて成功した。これら多様なナノ構造を持つ材料でも、TNT粉末同様に優れた吸着能を持つ高次機能を有することを明らかにした。
4.合成したTNTが優れた光触媒特性を示すことを確認すると共に、増感型太陽電池セルの電極として有効に作用することを確認した。
5.溶液組成を制御した電気化学的手法により、高配向なTNT配向膜を金属Ti上に直接高速合成する手法を確立した。
6.得られた一連のTNT系材料は、優れたエネルギー・環境調和機能ばかりでなく、生体適合性や生体材料のホスト材料として機能することも合わせて見出した。

  • Research Products

    (17 results)

All 2009 2008

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] A Novel Method for Synthesis of Titania Nanotube Powders using Rapid Breakdown Anodization2009

    • Author(s)
      N.Fahim, T.Sekino
    • Journal Title

      Chemistry of Materials オンライン

      Pages: DOI : 10.1021/cm900410x/

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facile One-pot Synthesis and Characterization of Novel Organic Dispersible Polyaniline Nanotube2009

    • Author(s)
      Youn-Gyu Han, Takafumi Kusunose, Tohru Sekino
    • Journal Title

      J.Poly.Sci.Part B : Poly.Phys. 47

      Pages: 1024-1029

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochemical synthesis of silica-doped high aspect-ratio titania nanotubes as nanobioceramics for implant applications2009

    • Author(s)
      Narges F.Fahim, Magdi F.Morks, Tohru Sekino
    • Journal Title

      Electrochimica Acta 54

      Pages: 3255-3269

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-Oxide Ceramic Nanocomposites with Multifunctionality2009

    • Author(s)
      T.Kusunose, T.Sekino
    • Journal Title

      Key Engineering Materials 403

      Pages: 45-48

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-pot Synthesis of the Core-shell Structure Titania/Polyaniline Hybrid Materials : the Effect of the Sodium Dodecylsulfate Surfactant2008

    • Author(s)
      Youn-Gyu Han, Takafumi Kusunose, Tohru Sekino
    • Journal Title

      Chemistry Letters 37

      Pages: 858-859

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of SiC/BN nanocomposite powders by carbothermal reduction and nitridation of borosilicate glass, and the properties of their sintered composites2008

    • Author(s)
      T.Kusunose, T.Sekino, Y.Ando
    • Journal Title

      Nanotechnology 19

      Pages: art.no.275603

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SYNERGY OF MOLECULAR ADSORPTION AND PHOTOCATALYTIC PROPERTIES IN TITANIA NANOTUBE AND ITS ENHANCEMENT2009

    • Author(s)
      T.Sekino, D.J.Park, T.Miwa, J.Y.Kim, T.Kusunose, S.Seino, S.-I.Tanaka
    • Organizer
      The 10th international symposium on Eco-Materials Processing and Design(ISEPD 2009)
    • Place of Presentation
      Grand New World Hotel, Xian, China
    • Year and Date
      20090113-20090116
  • [Presentation] Preparation and characterization of high aspect ratio TiO2 nanotube powders using rapid anodization method in chloride-based electrolytes2009

    • Author(s)
      N.F.Fahim, T.Sekino
    • Organizer
      第47回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      グランキューブ大阪[大阪国際会議場]、大阪市
    • Year and Date
      20090108-20090109
  • [Presentation] 希土類添加による酸化チタンナノチューブの機能化2009

    • Author(s)
      朴動鎭, 関野徹, 金長烈, 佃諭志, 楠瀬尚史, 田中俊一郎
    • Organizer
      第47回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      グランキューブ大阪[大阪国際会議場]、大阪市
    • Year and Date
      20090108-20090109
  • [Presentation] Direct Synthesis and Biocompatibility of Titania Nanotube Layers on Metal Substrates for Implant Biomaterial2008

    • Author(s)
      T.Miwa, H.Nishida, H.Egusa, D.-J.Park, T.Sekino, S.-I.Tanaka
    • Organizer
      International Symposium on Core University Program between Japan and Korea -New Processing and Nanostructure/Property Relationship for Multi Functional Materials
    • Place of Presentation
      Awaji, Japan
    • Year and Date
      20081214-20081216
  • [Presentation] Advanced Molecular Adsorption and Photocatalytic Properties of Titania Nanotubes2008

    • Author(s)
      関野徹
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Advanced Synthesis and Processing Technology for Materials(ASPT08)
    • Place of Presentation
      Wuhan University of Technology, Wuhan, China
    • Year and Date
      20081114-20081118
  • [Presentation] 3. Design and Development of Titanium Oxide Nanotube and its Advanced Miltfunctions2008

    • Author(s)
      関野徹
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications(9thCMCEE)
    • Place of Presentation
      Shanghai International Convention Center, Shanghai, China
    • Year and Date
      20081110-20081014
  • [Presentation] Design and Development of Multfunctionalized Titanium Oxide Nanotube for Environmental and Energy Applications2008

    • Author(s)
      関野徹
    • Organizer
      MRS Korea Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Seoul National University, Seoul, Korea
    • Year and Date
      20081106-20081107
  • [Presentation] Synthesis, Nanostructures and Physico-Chemical Properties of Ce-Modified TiO2 Nanotubes2008

    • Author(s)
      朴動鎭, 関野徹, 楠瀬尚史, 田中俊一郎
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Hybrid Materials and Processing(HyMaP 2008)
    • Place of Presentation
      Paradise Hotel Busan, Haeundae, Busan, Korea
    • Year and Date
      20081027-20081029
  • [Presentation] ナノチューブ材料の高次構造制御による革新的機能化2008

    • Author(s)
      関野徹・朴動鎭・楠瀬尚史・中山忠親・清野智史
    • Organizer
      日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場、北九州市小倉区、福岡県
    • Year and Date
      20080917-20080919
  • [Presentation] Molecular Adsorption and Photocatalytic Properties of Titania Nanotubes(Highligh)2008

    • Author(s)
      T.Sekino, A.Hayashi, D.-J.Park, T.Miwa1, T.Kusunose
    • Organizer
      Materials Science and Engineering Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes(MSE2008)
    • Place of Presentation
      Congress Center Nurnberg, Nurnberg, Germany
    • Year and Date
      20080901-20080904
  • [Presentation] Advanced Multifunctionalities of TiO2 Nanotubes for Environmental Applications2008

    • Author(s)
      T.Sekino, A.Hayashi, D.J.Park, T.Kusunose, S.Seino
    • Organizer
      The 4th International Workshop for R&D Clustering among China, Japan, Korea in Eco-Materials Processing
    • Place of Presentation
      Hakone Kogen Hotel, Hakone, Japan
    • Year and Date
      20080713-20080715

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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