2021 Fiscal Year Annual Research Report

Producing high strenght and durable nanocomposites using soluble graphene

Research Project

Project/Area Number	19H02021
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	荒尾与史彦早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (40449335)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	久保内昌敏東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00186446) 川田宏之早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702) 細井厚志早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60424800)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	グラフェン / メカノケミカル反応 / ナノコンポジット / 繊維強化プラスチック
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、端部を改質したグラフェン、すなわち可溶性グラフェンを用いて、繊維強化プラスチックの機械的特性の向上を試みた。可溶性グラフェンを用いることで、通常分散が不可能とされてきた低沸点溶媒のアセトンにグラフェンを分散させることができた。この分散液にエポキシ樹脂を混ぜ、アセトンを真空脱気することで、グラフェンが完全に分散した状態でエポキシ樹脂に混合することができた。アセトンにグラフェンを分散させた状態で、エポキシ樹脂を混ぜ、その混合液をコーティング液として、ガラス繊維へのグラフェンコーティングを行った。グラフェンは負に帯電していることにより、正に帯電しているシラン処理ガラス繊維の表面に均一にコーティングすることができた。単純なディップコーティングにより、グラフェンがコーティングされたガラス繊維を作製することができた。グラフェンをコーティングさせたガラス繊維を用いて、ガラス繊維強化プラスチックの成形を行った。また比較材料として、市販されているグラフェンを用いて同様の試験片を作製した。本研究で提案している可溶性グラフェンをコーティング材として用いることで、ガラス繊維強化プラスチックの弾性率を40%,強度を10%向上させることに成功した。市販のグラフェンを用いた場合、均一なコーティングができず、優れた機械的特性の向上は得られなかった。これらのことより、本研究で提案した可溶性グラフェンは分散性に優れており、これにより先進複合材料の更なる機械的特性の向上につながることを実証した。
Research Progress Status	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。